Учебно - исследовательская работа "Кристаллы".

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЛИЦЕЙ № 488

Образовательная область: начальная школа

Предмет: окружающий мир

Кристаллы

Исполнитель: Юмаев Александр

3 класс

ГБОУ лицей № 488

Куратор: Чепик Елена Геннадьевна,

учитель начальных классов высшей категории

ГБОУ лицей № 488

2013-2014

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Оглавление:

1. Введение.
2. Применение кристаллов.
3. Что такое кристалл?
4. Способы выращивания кристаллов.
5. Выращивание кристаллов в домашних условиях.  Проведение опытов.
6. Заключение.

Введение.

Кристаллы одни из самых красивых и загадочных творений природы. В настоящее время изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она выявляет признаки, исследует свойства и строение, как одиночных кристаллов, так и кристаллических агрегатов. Кристаллография является наукой, всесторонне изучающей кристаллическое вещество. В данном исследовании мы решили попытаться познакомиться с интересным миром кристаллов, а также самостоятельно вырастить кристалл в домашних условиях.

В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов - явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники известняк - кристалличны. Слайд 3. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого не считавшиеся таковыми. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза.

Предмет исследования: кристаллы.

Цель исследования:

получение новых знаний, расширение кругозора.

Практическая работа:

• Выращивание кристаллов на бумаге.
• Выращивание кристалла из медного купороса.
• Выращивание кристалла из химического порошка монофосфата аммония.
• Выращивание кристаллов из обычной поваренной соли.

Применение кристаллов

В настоящее время кристаллы имеют большое распространение в науке и технике, так как обладают особыми свойствами. Их используют в таких областях физики как полупроводники, сверхпроводники, в квантовой электронике и т.д. Монокристаллы кремния используют в производстве микропроцессоров. Эти кристаллы выращивают искусственно, в специальных дуговых печах. Искусственные алмазы использую для производства дисков для пил, режущих бетон. Слайд 4.  Искусственные рубины используют в изготовлении часов (вместо подшипников). Слайд 5. Сапфир используют в качестве пластин для оптических приборов. А также широчайшее применение кристаллы нашли в ювелирном деле. Слайд 6. Существуют, также, кристаллы солей. На каждой кухне есть столовая соль и сахар, которые тоже состоят из маленьких кристалликов. Но выглядят они как-то обыденно, и мы просто не обращаем на них внимания.

Что такое кристалл?

Криста́ллы -  (от греч. Κρύσταλλος первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена  гранями, пересекающимися по прямым линиям - ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины. Составляющие данное твёрдое вещество частицы образуют кристаллическую решётку.

По сути дела, кристаллом можно назвать любой объект, имеющий правильную кристаллическую форму многоугольника. Но, кристаллы могут быть и круглые, и вообще иметь любую форму. Слайд 7. Кристаллы могут иметь, также, различное строение. Они могут состоять из атомов, из ионов, из молекул. Все это разнообразие очень интересно.

Кристаллы могут иметь различные размеры: от видимых в микроскоп до гигантских. Самые большие кристаллы были обнаружены в Пещере кристаллов

в Мексике. Некоторые из найденных там кристаллов гипса достигают 15 метров в длину, а в ширину — 1 метр! Слайд 8.

Способы выращивания кристаллов.

Выращивание кристаллов — очень и очень интересное занятие. Мы решили убедиться, можно ли вырастить искусственный кристалл в домашних условиях или этот процесс происходит только в природе или с помощью специального промышленного оборудования.

 Для выращивания кристаллов понадобятся несколько вещей:

 1.Вещество, из которого вы будете их выращивать. Это может быть любая соль, некоторые виды кислот (в основном органических) и другие соединения. Приобрести их можно в химмагазине, некоторые в магазине садоводства (минеральные удобрения и др.), аптеке (с ограничениями и тоже далеко не все).

 2.Небольшой кусочек свободного места. Желательно подальше от средств отопления, в том месте, где нет перепадов температур и влажности. Температура должна быть комнатная!

3.Желание и терпение. Кристаллы не вырастут за один день и уж точно они не обойдутся без вашего участия. Если у вас есть желание выращивать кристаллы и терпение, тогда смело вперед!

При использовании всех способов наилучшие результаты получаются, если используется затравка – небольшой кристалл правильной формы, который помещают в раствор или расплав.

Выращивание кристаллов может происходить быстро (несколько минут), а может длиться годами, например при выращивании драгоценных камней.

Выращивание кристаллов в домашних условиях. Проведение опытов.

Мы провели несколько опытов с использованием различных исходных материалов по выращиванию кристаллов. Это были медный купорос, поваренная соль и монофосфат аммония. Эксперимент продолжался полтора месяца.

1. Слайд 9. Кристаллы, выращенные на бумаге, росли от 2 до 5 дней. Рост их был довольно быстрый, но сами кристаллы получились хрупкими. Интересно, что если отколется кусочек кристалла, то на его месте может вырасти новый, причем он будет уже другой формы. Принцип образования кристалла примерно одинаков для всех веществ. Необходимо создать насыщенный раствор, т.е. в воде растворить порошок до появления осадка. Фильтруем раствор, освобождаем его от примесей осадка. Процессу способствует также и температура воды – берём для разведения горячую воду. После остывания начинает происходить кристаллизация. Фигурки, сделанные из бумаги, полили приготовленным раствором и наблюдали постепенный рост кристаллов.
2. Слайд 10. Кристалл из медного купороса получился более крупным и прочным. Для начала мы получили затравочный кристалл (он рос 3 дня), а потом на его основе появились и другие, более крупные кристаллы (их рост длился 27 дней).
3. Слайд 11, 12. Самым крупным оказался кристалл из химического порошка монофосфата аммония. Порошок заливали проточной водой, опускали в него затравочные кристаллы, на которых уже образовывался настоящий кристалл. Он рос в течение 24 дней и получился самым большим, прочным и красивым.
4. Слайд 13. Мы также попытались вырастить кристалл из обычной поваренной соли, которая используется в домашнем хозяйстве. Для этого в воде растворили большое количество соли. Появившиеся кристаллы были маленького размера, поэтому для большей наглядности в соляной раствор была помещена шерстяная нитка, которая стала обрастать кристаллами. Процесс роста кристаллов в соляном растворе проходил примерно 3,5 недели. На наш взгляд, выращивание соляных кристаллов может особенно заинтересовать девочек, так как получившийся образец можно в дальнейшем использовать как украшение, например, сделать из нитки браслет или бусы.

Заключение.

Таким образом, мы на практике увидели, насколько неординарны и загадочны кристаллы по своей сущности. Выращивание кристаллов – это интересно! Мы сами можем  создавать кристаллы различной формы, различного цвета и размера, и делать это различными способами. И поскольку рост их, обычно, не быстрый, можно наблюдать, как день за днем маленький кристаллик становится все больше и больше.