Як ростуть кристали?

Кристали — це тверді речовини, що мають природну зовнішню форму правильних симетричних багатогранників, засновану на їх внутрішній структурі, тобто на одному з кількох певних регулярних розташувань складових речовин частинок (атомів, молекул, іонів). Частки, що складають дану тверду речовину, утворюють кристалічну решітку. Якщо нагрівати кристали до температури плавлення, вони починають плавитися. Ну, а що вийде, якщо повільно охолоджувати рідкі розплави до тієї ж самої температури? Зрозуміло, що, охолодившись до температури плавлення, рідкий розплав почне кристалізуватися. Отже, температура плавлення кристалів даної речовини є водночас і температурою кристалізації його розплаву.

Як же ростуть кристали у розплаві? У масі застигаючого розплаву утворюється відразу багато кристалічних зародків; всі вони одночасно виростають у маленькі кристалики. Поки ці кристали дуже малі, вони ростуть вільно, кожен – правильним багатогранником. Але, збільшуючись, кристали зустрічаються і починають заважати один одному. Як тільки два кристали, що ростуть, зустрінуться один з одним, зростання обох кристалів у цьому місці припиняється: адже жоден з них не може відсунутися. З інших боків – там, де кристали ще не зіткнулися з сусідами, – вони продовжують рости. Так виходить, що кристали виростають в один бік більше, ніж в інші: утворюються не правильні багатогранники, а кристалічні зерна, з яких складені гірські породи. Або ж, зрештою, після наполегливої "боротьби" виживають окремі кристалики.

Чому ж ми говоримо, що кристали характеризуються їхньою багатогранною формою? Насамперед тому, що якби це саме кристалічне зерно росло не в тісноті, а так, щоб йому ніщо не заважало, воно неодмінно набуло б форми правильного багатогранника. Крива, не багатогранна форма - це не природна, а вимушена форма кристала: йому довелося прийняти її тому, що не було ні місця, ні матеріалу для утворення справжньої правильної форми, властивої всім кристалам, що зростають без перешкод. Якщо кристали зростатимуть вільно – перед вами знову виникнуть правильні симетричні багатогранники. А головне тому, що внутрішня будова, правильність, періодичність, симетрія розташування атомів не змінилися від того, що порушилася форма.

Тому реальні кристали завжди містять різні дефекти внутрішньої структури, спотворення та нерівності на гранях і мають знижену симетрію багатогранника внаслідок специфіки умов зростання, неоднорідності живильного середовища, пошкоджень та деформацій. Реальні кристали не обов'язково володіють кристалографічними гранями та правильною формою, але у них зберігається головна властивість - закономірність атомів у кристалічній решітці.

Найбільші кристали знайшли в 2000 році в Печері кристалів у шахтовому комплексі Найка, в мексиканському штаті Чіуауа. Деякі зі знайдених там кристалів гіпсу досягають 15 метрів завдовжки, а завширшки — 1 метр.