YouTube

Teniu un compte YouTube?

New: enable viewer-created translations and captions on your YouTube channel!

Russian subtítols

← Как устроены кристаллы? — Грэм Бэйрд

Obtén el codi d'incrustació
21 llengües

Showing Revision 22 created 09/12/2019 by Anna Kotova.

  1. Глубоко под гейзерами и горячими
    источниками Йеллоустонской кальдеры

  2. залегает магматическая камера,
  3. образовавшаяся благодаря
    горячей точке в ​​мантии Земли.
  4. По мере движения магмы
    к поверхности Земли,
  5. она кристаллизуется, образуя новые
    горячие вулканические породы.
  6. Тепло от этих пород выталкивает
    грунтовые воды на поверхность.
  7. По мере остывания воды, ионы оседают
    в виде минеральных кристаллов,
  8. в том числе кристаллов кварца
    из кремния и ​​кислорода,
  9. полевого шпата из калия, алюминия,
    кремния и кислорода,
  10. галенита из свинца и серы.
  11. Многие из этих кристаллов
    имеют характерную форму —

  12. например друза заострённого кварца
    или кубические сингонии галенита.
  13. Но что заставляет их постоянно
    принимать одну и ту же форму?
  14. Ответ частично заключается
    в структуре их атомов.

  15. Атомы любого кристалла образуют строго
    структурированную, повторяющуюся укладку.
  16. Эта укладка является определяющей
    особенностью кристалла
  17. и не ограничивается лишь минералами.
  18. Кристаллическую структуру имеют
  19. песок, лёд, сахар, шоколад, керамика,
    металлы, ДНК и даже некоторые жидкости.
  20. Атомная структура любого
    кристаллического материала

  21. относится к одной из шести групп:
  22. кубической, тетрагональной, ромбической,
    моноклинной, триклинной и гексагональной.
  23. При благоприятных условиях
  24. кристаллы вырастут и приобретут
    геометрические формы,
  25. соответствующие расположению их атомов.
  26. Так, галенит имеет кубическую структуру,
    состоящую из атомов свинца и серы.
  27. Относительно крупные атомы свинца
  28. расположены в трёхмерной сетке
    под углом 90 градусов друг к другу,
  29. а между ними аккуратно помещаются
    относительно небольшие атомы серы.
  30. По мере роста кристалла
    такие участки притягивают атомы серы,
  31. в то время как свинец их связывает.
  32. В конце концов вся сетка
    связанных атомов будет заполнена.
  33. Это означает, что 90-градусная сетка
    кристаллической структуры галенита
  34. придаёт кристаллу его видимую форму.
  35. Кварц имеет гексагональную
    кристаллическую структуру.

  36. Это означает, что на плоскости
    его атомы расположены в шестиугольниках.
  37. В трёхмерном пространстве шестиугольники
    являются набором взаимосвязанных пирамид,
  38. состоящих из одного атома кремния
    и ​​четырёх атомов кислорода.
  39. Таким образом, характерная
    форма кристалла кварца
  40. представляет собой шестигранную
    колонну с заострёнными концами.
  41. В зависимости от условий окружающей среды,

  42. многие кристаллы стремятся принять
    одну из нескольких геометрических форм.
  43. Например, бриллианты, которые
    образуются глубоко в мантии Земли,
  44. имеют кубическую структуру
    и вырастают либо в кубы, либо в октаэдры.
  45. Форма каждого конкретного бриллианта
  46. зависит от условий, в которых он растёт,
  47. включая давление, температуру
    и ​​химическую среду.
  48. Хотя мы не можем непосредственно
    наблюдать условия роста в мантии,
  49. в ходе лабораторных экспериментов
    получены доказательства,
  50. что бриллианты склонны вырастать
    в кубы при более низких температурах
  51. и в октаэдры — при более
    высоких температурах.
  52. Незначительное количество воды,
    кремния, германия или магния
  53. тоже может влиять на форму бриллианта.
  54. В естественных условиях бриллианты никогда
    не приобретут формы драгоценностей:
  55. ювелиры специально обтачивают их,
    обнажая прозрачность и блеск.
  56. В некоторых условиях окружающей среды
    кристаллы вовсе не образуются.

  57. Стекло изготавливают
    из расплавленного кварцевого песка,
  58. но оно не обладает
    кристаллической решёткой.
  59. Это происходит, потому что стекло
    остывает относительно быстро,
  60. и атомы не успевают расположиться
  61. в упорядоченную структуру
    кристалла кварца.
  62. Вместо этого случайное расположение
    атомов в расплавленном стекле
  63. закрепляется при охлаждении.
  64. Многие кристаллы не образуют
    геометрических форм,

  65. потому что растут в непосредственной
    близости от других кристаллов.
  66. Горные породы, подобные граниту,
    полны кристаллов,
  67. которые не принимают узнаваемой формы.
  68. По мере остывания и затвердевания магмы
  69. минералы кристаллизуются параллельно,
    быстро заполняя свободное пространство.
  70. Некоторые кристаллы, например бирюза,
  71. в большинстве условий окружающей среды
    не принимают заметную форму
  72. даже при наличии
    достаточного пространства.
  73. Атомная структура каждого кристалла
    обладает уникальными свойствами,

  74. и хотя эти свойства
    не обязательно порадуют глаз,
  75. они могут оказаться весьма ценными
    для нужд науки и медицины.