Comment se forment les cristaux dans les grottes?

Contenu

• La nucléation
• Sursaturation
• Croissance cristalline
• Différents types de cristal
• Faire vos propres cristaux

Les cristaux peuvent se développer dans une vaste gamme de formes et de tailles, des cristaux visibles uniquement au microscope aux cristaux géants gigantesques formés au cours de milliers d'années dans des conditions spécialisées. Les cristaux se développent à travers une série d'étapes complexes, se développant autour d'un noyau, rassemblant la matière et grossissant plus ils restent longtemps dans un environnement propice aux cristaux.

La nucléation

Tous les cristaux se forment à la suite de deux processus, appelés "nucléation" et "croissance cristalline", dans une solution liquide "sursaturée" (un liquide contenant une substance dissoute, par exemple du sel). Cela se produira dans une grotte si l'une de ces solutions liquides est inondée pendant cent mille ans ou plus. La première étape, la nucléation, se produit lorsque des groupes de molécules flottant dans une solution commencent à se coller en grappes stables. La stabilité d'un groupe de molécules dépend de nombreux facteurs au sein de la solution, notamment la température et le fait qu'il soit "sursaturé".

Sursaturation

La sursaturation se produit lorsque la solution contient plus de matière dissolvante qu’elle ne peut en dissoudre. Par exemple, si vous continuez à mélanger le sucre dans une tasse de café, le liquide finira par devenir "saturé" et incapable de dissoudre davantage de sucre. Une sursaturation se produirait si vous ajoutiez encore du sucre jusqu'à ce que des particules flottent dans le café et ne puissent plus être dissoutes.

Croissance cristalline

La manière dont les molécules se collent pendant la nucléation joue un rôle dans la définition de la forme éventuelle du cristal. La croissance cristalline se produit lorsque les grappes stables de la solution atteignent une taille critique (dimensions minimales que les molécules cristallines doivent atteindre pour poursuivre la croissance sans se désintégrer). La nucléation se poursuit tandis que la croissance cristalline se développe au-delà de la taille critique et est entraînée par une sursaturation, fournissant des molécules supplémentaires permettant de coller au noyau du cristal naissant. Selon les conditions de la solution, la nucléation ou la croissance cristalline peut être prédominante par rapport à l'autre et donner lieu à des cristaux de tailles différentes. La croissance ou la nucléation des cristaux se poursuit jusqu'à la fin de la sursaturation ou jusqu'à ce que la cavité sèche complètement.

Différents types de cristal

De nombreux types de solutions ont la capacité de produire différents types de cristaux. Par exemple, des cristaux de sel apparaissent lorsque le sel est dissous dans de l'eau et séché, mais d'autres substances dissoutes dans une solution peuvent également former des cristaux. Le gallium et l'halite sont d'autres matériaux connus pour cristalliser.

Faire vos propres cristaux

Vous pouvez facilement former des cristaux de sel à la maison en ajoutant du sel à de l’eau bouillante jusqu’à ce qu’elle devienne sursaturée. Utilisez un morceau de carton pour aider les cristaux à se former. il le fait en fournissant aux molécules de sel un lieu de nucléation. Placez la solution de sel sursaturée avec le carton au soleil jusqu'à ce qu'elle sèche. Cela permettra à de petits cristaux de se former.