Таинственный мир кристаллов

Ванадинит - хлорванадий свинца - кристаллизуется в гексагональной системе, образуя чаще всего жёлтые, красные, тёмно-оранжевые или коричневые призматические кристаллы, оканчивающиеся двойными пирамидами, а иногда - волокнистые, гранёные или почковидные скопления. Кристаллы берилла вырастают иногда до больших размеров, а в США, в штатах Мэн, Нью-Гэмпшир и Массачусетс, были найдены настоящие гиганты- один из них весил 19 тонн, имел 6 метров в длину и 1 метр в ширину.

Найденный в 1910 г. ценный экземпляр прозрачного аквамарина изумительного голубого цвета три года обеспечивал потребность мирового ювелирного рынка.

Пирит (серный колчедан) - один из самых распространённых минералов. Чаще всего форма его кристаллов - шестигранник, иногда - пятиугольный додекаэдр. Скопления пирита могут принимать самую разную форму.

Вода - прекрасный растворитель, который играет очень важную роль в природе, ведь минералы образуются из водных растворов. Раствор, который при определённой температуре и давлении содержит наибольшее количество растворённого вещества, называется насыщенным. В случае испарения или охлаждения насыщенный раствор переходит в пресыщенный раствор, в котором начинают формироваться кристаллы. Под влиянием таких механических воздействий в определённом направлении, как удары, сильный нажим остриём ножа или давление те или иные кристаллы можно расщепить на части с очень ровными плоскостями.

Ювелиры давно знали и использовали это свойство кристаллов, когда, например, обрабатывали алмазы - самый твёрдый из известных минералов. Характерным параметром являются углы между рёбрами - параллелепипедами элементарной ячейки. Плоскость симметрии делит кристалл на две части, которые похожи друг на друга, как предмет на своё зеркальное отражение. Кристаллы одних веществ не имеют плоскости симметрии, другие - только одну, третьи - несколько. Например, у параллелепипеда три перпендикулярных друг другу плоскости симметрии, у куба - девять. Несмотря на то, что кристаллы какого-нибудь вещества отличаются между собой по величине, имея идентичное внутреннее строение, их грани всегда имеют один и тот же угол наклона, независимо от того, в каком месте земного шара был найден тот или иной кристалл.

В кристаллографии это свойство называется анизотропией - когда симметрия внешней формы и симметрия физических свойств кристаллов вызваны симметрией их внутреннего строения, т. е. расположением атомов в твёрдом теле. Кристаллы некоторых веществ иногда вырастают с наростами правильной формы, которые называются «близнецами». Кстати, «близнецы» могут состоять как из двух, так и из большего числа кристаллов. В природе кристаллы самых разных веществ могут формироваться друг возле друга - как, например, кальцит и флюорит.

Важнейшая роль принадлежит кристаллизации из растворов, которая наступает при испарении воды или наоборот - в результате снижения температуры. Если выпаривать дома раствор кухонной соли, то в какой-то момент в посуде начнут образовываться кристаллы - то же самое произойдёт, если раствор охладить. Возникающие кристаллики имеют форму куба, и при росте форма не изменяется.

Для определения внутреннего строения кристаллов обычно используют рентгеноструктурный анализ, заключающийся в просвечивании кристаллов рентгеновским излучением. Сам по себе алмаз, признанный царём драгоценных камней, бесцветен, но встречаются камни, окрашенные в голубой, жёлтый или коричневый цвет. Со временем было предпринято много попыток придать алмазу искусственную окраску, бомбардируя его частицами с высокой энергией (электронами, протонами, рентгеновскими лучами), и в случае успеха цена камня многократно возрастала.