Les cristaux peuvent se développer dans une vaste gamme de formes et de tailles, des cristaux visibles seulement sous un microscope aux immenses cristaux géants formés sur des milliers d'années dans des conditions spéciales. Les cristaux se développent à travers une série complexe d'étapes, se développant autour d'un noyau, ramassant du matériel et grandissant plus ils sont laissés dans un environnement favorable au cristal.

Nucléation

Tous les cristaux se forment de deux processus, appelés "nucléation" et "croissance cristalline", dans une solution liquide "sursaturée" (un liquide dans lequel se dissout quelque chose, par exemple du sel). Cela se produira dans une grotte si elle est inondée avec l'une de ces solutions liquides pour une centaine de milliers d'années ou plus. La première étape, la nucléation, se produit lorsque des groupes de molécules flottant dans une solution commencent à se coller dans des groupes stables. Si un groupe de molécules devient stable dépend de nombreux facteurs dans la solution, y compris la température et si elle est «sursaturée».

Supersaturation

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

La croissance des cristaux

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

Différents types de cristaux

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

Fabriquer ses propres cristaux

Vous pouvez facilement former des cristaux de sel à la maison en ajoutant du sel à l'eau bouillante jusqu'à ce qu'il devienne sursaturé. Utilisez un morceau de carton pour aider à la formation des cristaux; il le fait en fournissant aux molécules de sel un endroit pour nucléer. Placer la solution de sel sursaturée avec le carton au soleil jusqu'à ce qu'elle sèche. Cela permettra la formation de petits cristaux.