Неліктен кристалдар өседі?

Кристалдар дұрыс пішінімен және құрылымының «тірі» көрінуімен көпшіліктің назарын аударады. Олар табиғатта да, зертханалық жағдайда да пайда болып, уақыт өте келе көлемін ұлғайтады әрі айқын геометриялық бейне қалыптастырады. Мұндай өсу тірі ағзаларға тән үдерістермен байланысты емес, бірақ нақты физикалық және химиялық заңдылықтарға бағынады. Бұл құбылысты бақылау барысында тіршіліктің дамуына ұқсастық байқалғанымен, себептері мүлде бөлек. Кристалдардың неліктен өсетінін түсіну үшін бөлшектер деңгейінде жүретін механизмдерді қарастыру қажет.

Реттілік кристалдық өсу негізі ретінде

Кристалдардың басты ерекшелігі атомдар мен молекулалардың қатаң ретпен орналасуында жатыр. Бөлшектер энергиясы ең төмен күйге ұмтылады. Осындай жағдайда жүйе барынша тұрақты болады. Дәл осы ұмтылыс қатты құрылымның қалыптасуына негіз болады.

Тереңірек талдауға көшпес бұрын, реттілік кездейсоқ пайда болмайтынын атап өткен жөн. Ол белгілі бір жағдайларда ғана қалыптасады.

• бөлшектер қайталанатын торға орналасады;
• элементтер арасындағы байланыс энергетикалық тұрғыдан тиімді болады;
• құрылым көлемі артқан сайын пішінін сақтайды;
• ақаулар пайда болғанымен, жалпы тәртіп бұзылмайды.

Осының арқасында кристал симметриясын жоғалтпай өсе алады.

Ерітінділер мен балқымалардың рөлі

Өсу көбіне сұйық немесе газ тәрізді ортадан басталады. Ерітіндіде немесе балқымада бөлшектер еркін қозғалады. Жағдай өзгерген кезде олар дайын бетке жабыса бастайды. Бұл үдеріс қатты дененің біртіндеп ұлғаюына әкеледі.

Факторларды атауға дейін, концентрацияның маңызын ескерген жөн. Ол құрылымның қалыптасу жылдамдығына тікелей әсер етеді.

1. Қаныққан орта бөлшектерді ерітіндіден бөлініп шығуға итермелейді.
2. Кристал беті бекіну нүктесі ретінде қызмет атқарады.
3. Жаңа қабаттар біртіндеп түзіледі.

Осылайша ретсіз қозғалыс реттелген жүйеге айналады.

Неліктен өсу біркелкі жүрмейді

Кристалдар барлық бағытта бірдей өсе бермейді. Әр қырының энергиясы әртүрлі болады. Кей беттер бөлшектерді жылдамырақ тартады, басқалары баяу қабылдайды. Соның нәтижесінде өзіне тән пішін қалыптасады.

Себептерді талдамас бұрын, сыртқы ортаның ықпалын атап өткен жөн. Температура мен қоспалар маңызды рөл атқарады.

• кей қырлар тор құрылысына байланысты тез өседі;
• бөгде заттар жекелеген аймақтардың дамуын баяулатады;
• температура бөлшектердің қозғалысына әсер етеді;
• салқындау жылдамдығы өлшемді анықтайды.

Осы факторлар бір заттың өзінде түрлі пішіндердің пайда болуын түсіндіреді.

Тіршіліксіз өзін-өзі ұйымдастыру

Сырттай тірі жүйелерге ұқсас көрінгенімен, кристалдарда зат алмасу болмайды. Олардың өсуі физикалық заңдарға ғана негізделеді. Бөлшектер дайын құрылымға автоматты түрде қосылады. Бұл жерде бақылау немесе бейімделу тетігі жоқ.

Тізімге өтпес бұрын, өсу мен даму арасындағы айырмашылықты атап өткен жөн. Бірінші жағдайда бағдарлама болмайды.

1. Қосылу үдерісі өздігінен жүзеге асады.
2. Құрылым түрі заттың қасиетіне тәуелді.
3. Өзгерістер орта жағдайымен анықталады.

Осы себепті жансыз нысанның «тірі» секілді көрінуі қалыптасады.

Табиғат пен техникадағы өсу мысалдары

Кристалдар тек минералдарда ғана кездеспейді. Олар мұзда, тұзда және металдарда да түзіледі. Техникалық салада бұл құбылыс жартылай өткізгіштерді жасау үшін пайдаланылады. Жағдайды дәл бақылау қажетті қасиеттерді алуға мүмкіндік береді.

Аяқтауға жақындағанда, бұл үдерісті түсінудің практикалық маңызын атап өткен жөн. Ол минералогиямен шектелмейді.

• қар ұшқындары ауада тез өсуді көрсетеді;
• кварц миллиондаған жыл бойы қалыптасады;
• кремний кристалдары электроникада қолданылады;
• дәрі-дәрмек бөлшек пішіні ескеріліп дайындалады.

Кристалдардың өсуі ғылым мен өндірісте маңызды орын алады.

Кристалдар бөлшектердің энергетикалық тұрғыдан тиімді тәртіпке ұмтылуының нәтижесінде өседі. Олардың ұлғаюы тіршілікке емес, физикалық және химиялық заңдарға байланысты. Қоршаған орта жағдайы пішін мен өсу қарқынын айқындайды. Бұл механизм табиғатта да, технологияда да кең таралған. Өсу қағидаларын түсіну қатты заттардың қасиетін тиімді пайдалануға жол ашады.