Presque tous les solides de la nature sont constitués de cristaux, bien qu'ils se présentent sous de nombreuses formes, tailles et couleurs différentes, des cristaux précieux comme les diamants et les rubis aux grains individuels de sucre et de sel. Si vous regardez le sel au microscope, vous verrez qu'il est fait de minuscules cristaux en forme de cube. Les cristaux de sucre, d'autre part, sont de forme oblongue avec des extrémités inclinées. Les projets communs de science des cristaux utilisent du sel, du sel d'Epsom, du borax et du sucre dissous dans une solution d'eau.
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Les cristaux se développent plus rapidement à des températures plus chaudes parce que le liquide contenant la matière dissoute s'évapore rapidement.
Formation de cristaux
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Certains cristaux, tels que le granit, se forment lorsque la roche en fusion se refroidit et durcit, tandis que d'autres se forment lorsque l'eau contenant des minéraux dissous, tels que le sel et le sucre, s'évapore. Dans les deux cas, les atomes des minéraux se joignent pour former des solides dans des motifs récurrents cohérents, ce qui rend les cristaux forts et durs. Ce processus est connu sous le nom de cristallisation. Les cristaux formés par un minéral spécifique suivent toujours le même schéma de croissance; les cristaux de sel ressemblent toujours à des cristaux de sel et non à des cristaux de sucre.
Facteurs affectant la croissance des cristaux
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Les variables qui contrôlent la croissance des cristaux comprennent la quantité de matière dissoute, l'évaporation, pression et température. Plus la quantité de matière dissoute dans l'eau est élevée et plus la pression exercée sur la matière est importante, plus les cristaux grossissent. Si l'eau s'évapore lentement de la solution, relativement peu de cristaux se forment et ceux-ci ont le temps de croître assez gros avant que l'eau ne disparaisse. Cependant, si l'eau s'évapore rapidement, davantage de cristaux commencent à se développer, mais ils n'ont pas le temps de grossir.
Comment la température affecte la croissance des cristaux
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La température a un effet évident sur le taux de croissance des cristaux de sel. Si vous effectuez une expérience avec des solutions de sel, une à température ambiante, une à une température plus froide et une à une température plus chaude, vous voyez que l'échantillon de température chaude pousse des cristaux plus rapidement que les deux autres échantillons, et l'échantillon de température ambiante se développe plus rapidement que l'échantillon froid. En effet, une température plus élevée augmente le taux d'évaporation du solvant, accélérant ainsi le taux de croissance. Différentes températures produisent différentes quantités de cristaux. Les solutions plus froides se contractent, forçant les minéraux à se rapprocher les uns des autres, de sorte qu'ils créent des liaisons, capturant les impuretés dans leur structure en même temps. Ces impuretés interrompent le motif cristallin, formant un plus grand nombre de cristaux plus petits. À des températures plus chaudes, la distance entre les molécules est plus grande, ce qui permet aux cristaux de former des formes plus grandes et plus pures à une vitesse beaucoup plus uniforme que ce qui peut se produire à des températures plus froides.
