Cristalogeneză

Cristalogeneza este partea cristalografiei care se ocupa cu studiul nucleatiei, cresterii si dizolvarii cristalelor.

Oricine poate sa faca, chiar si acasa, un experiment foarte simplu. intr-un pahar se introduce o solutie de sulfat de cupru cu o magnifica culoare bleu-torcoaz. Dupa cateva saptamani, apa se evapora si raman pe fundul paharului cristale frumoase, bine formate de sulfat de cupru (fig. 59).

Figura 59. Formarea cristalelor de sulfat de cupru

De ce sunt cristalele atat de frumoase? Pentru ca (regula importanta in cristalizare) cu cat durata cristalizarii este mai lunga, cu atat cristalele sunt mai mari.

3.1. Nucleatia

in natura, ca si in laborator, cristalele se pot forma direct din vapori, fara a trece prin starea lichida (cristalele de zapada formate din vaporii de apa din atmosfera), din solutii lichide si topituri, sau prin recristalizarea unor substante solide cu structura cristalina sau necristalizate.

Cristalele se pot forma frecvent in fisurile sau in cavitatile rocilor formate anterior.

Daca cavitatea are o forma aproape plana si alungita (fisura),

Cristalele se dezvolta aici in straturi rectilinii si se numeste druza.

Daca cavitatea are o forma mai mult sau mai putin rotunjita, cristalele care se dezvolta aici, isi dirijeaza toate extremitatile lor libere spre centru si ceea ce se obtine este o geoda.

Geodele nu se prezinta intotdeauna sub forma sferica cu diametrul de 10 cm (ca cel de mai sus). Ele pot sa imbrace forme diverse si neregulate, ele pot sa fie foarte mici (cativa centimetri).

Indiferent de mediul in care se produce, cristalizarea incepe prin aparitia unor aglomerari de atomi sau molecule, care, daca depasesc marimea critica, adica daca nu se evapora in cazul cristalizarii din starea de vapori sau nu se dizolva in cazul cristalizarii din solutii sau topituri, se numesc nuclei sau germeni cristalini. De asemenea, pot actiona ca nuclei si impuritatile solide existente in vapori, solutii sau topituri.

Nucleatia fara impuritati este denumita nucleatie omogena, iar cea datorata impuritatilor este denumita nucleatie heterogena.

in cazul cristalizarii din starea de vapori sau din solutii lichide, nucleatia este conditionata de gradul de suprasaturatie in substanta dizolvata, peste temperatura de solidificare a solventului nedepinzand de temperatura, iar in cazul cristalizarii din topituri, nucleatia este conditionata in principal de temperatura (subracire); aceasta diferenta decurge din faptul ca in primul caz cristalizeaza substanta dizolvata, iar in cel de-al doilea solventul (o substanta pura topita poate fi considerata o solutie in care cantitatea de substanta dizolvata este egala cu zero).

Gradul de subracire necesar aparitiei nucleilor de cristalizare in topituri depinde in mare masura de volumul topiturii, fiind necesare numai cateva sC daca volumul de topitura este mare si zeci sau chiar sute de sC daca volumul topiturii este foarte mic.