晶体的奇妙之旅

创建于2023-08-31
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山东博物馆大厅

晶体一

晶体二

各种各样的矿石一

各种各样的矿石二

神奇的荧光矿石

       在这个炎热的夏季,我逛了山东博物馆,在馆内看见了五颜六色、奇形怪状的矿石晶体。这些美丽的晶体给我留下了神奇的印象。

晶体的结构

矿物质特征图

      资料中介绍,地壳中的矿物是通过各种地质作用形成的。而天然矿物绝大多数是晶体,组成它们的物质质点在空间都是按格子构造的规律来分布的,从而使晶体具有格子状构造的固体。

具有规则形状的晶体矿石

        那么晶体是怎样形成的呢?原来晶体的形成要从晶核的形成说起。在一定的介质条件下,当介质达到过饱和、过冷却状态,体系内各处会出现瞬时的微细结晶粒子。由于温度或浓度的局部变化,体系内出现局部过饱和度、过冷却度较高的区域,从而形成小的晶核,过饱和度、过冷却度越高,成核速度越大。晶核形成后,晶体便以它为中心继续生长。

        固态矿物在适宜的条件下生长时,均能自发地形成规则多面体的外形。晶体的形态主要由晶体的化学成分和内部结构决定,例如石盐的晶体结构属氯化钠型,等轴晶系,单晶体呈立方体形。另外,晶体的形态还受晶体结晶时形成条件的影响,但对于成分和结构相同的所有晶体,不论它们的形状和大小如何,一个晶体上的晶面夹角与另一些晶体上相对应的晶面夹角恒等。

      哈哈,原来晶体也像我们一样会生长啊!真神奇,了解了晶体的形成过程,我和同学也忍不住想制作一个大大的晶体,探寻晶体的成长秘密。于是我们选取了硫酸铜粉末来制作硫酸铜大晶体颗粒。

硫酸铜粉末

    实验材料准备:热水壶(热水)、烧杯、玻璃棒、滤纸、温度计、棉线、硫酸铜粉末,蒸馏水

实验器材

实验过程:1.制备小晶体。

        准备一杯50毫升温度约70℃的硫酸铜饱和溶液,静置、冷却、析晶。静置一夜,温度缓慢下降,析出硫酸铜小晶体。

硫酸铜小晶体

实验过程:2.小晶体“长”成大晶体。

        用细线把一颗硫酸铜小晶体绑好,悬挂在已经准备好的一杯约100毫升70℃左右的的硫酸铜饱和溶液里,细线的另一端系在玻璃棒上,静置过夜,如此的反复操作几次,晶体就会越长越大,最后长成大晶体。

小晶体

生长中的小晶体宝宝

长大的晶体宝宝

晶体大宝宝

总结与反思

        实验原理:随着温度的升高,硫酸铜的溶解度变大,采用降温结晶的方法来制备晶体。硫酸铜溶液在高温时达到饱和,随着温度的降低,溶液变成过饱和溶液,从而使硫酸铜晶体不断结晶出来。

拓展一

海水的蓝:海水的蓝色来自于光的散射。当太阳光照到海面上时,光线会被海水吸收、反射和散射。其中,散射是最主要的原因。散射是指光线在穿过介质时,由于介质中分子的散射作用,使光线改变方向的现象。在海水中,光线穿过水面后,会不断与水分子相互作用,从而发生散射。而海水中分子的散射作用对不同波长的光线有不同的影响。其中,蓝色光的波长较短,能更容易地被分子散射,因此海水中的蓝色光线更容易被散射出来。此外,海水的颜色还受到其他因素的影响,例如海水的深度、透明度、溶解物质等。在浅海区,海水的颜色通常比较浅,因为光线穿透的距离较短,蓝色光线被散射的机会也较少。而在深海区,海水的颜色通常比较深,因为光线可以穿透更深的水层,蓝色光线也能被更多地散射出来。

拓展二

矿物的颜色:矿物颜色是由矿物的成分和内部结构决定。组成矿物的离子的颜色、矿物晶体中的结构缺陷,以及矿物中的杂质和包裹体等,也都可影响矿物的颜色。

矿石欣赏

大自然是神奇的,创造了如此美艳的矿物晶体,让我们一起来欣赏大自然赐予我们的美好吧!

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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