شبیهسازی مولکول کریستالی برف
تبلور چیست؟
این آزمایش از سری آزمایش های مربوط به شناخت فرایند تبلور است. برای یادگیری بیشتر به آزمایشهای دیگری که در مورد شناخت انواع بلور و فرایند تبلور است مراجعه کنید. این آزمایشها را در بخش کاردستیهای علمی سایت www.koodak24.ir میتوانید مشاهده کنید
آنچه نیاز دارید
سیم مفتول روکش دار به رنگ آبی(پیپ پاک کن)
قیچی
آب جوش
شکر
مداد
گیرهی کاغذ
لیوان شیشهای
نخ
شرح آزمایش
آیا میدانید که مولکولهای برف چه شکلی هستند؟ اگر مولکولهای برف را زیر میکروسکوپ نگاه کنید مشاهده خواهید کرد که مولکولهای برف به شکل زیر هستند. حال ابتدا میخواهیم با استفاده از سیم مفتول روکشدار مولکولهای برف را بسازیم و شکل آنها را شبیهسازی کنیم.
مانند الگوهای زیر پیش بروید و سعس کنید یک مولکول برف را بسازید از بزرگتر خود در این قسمت کمک بگیرید.
لیوان شیشهای را تا نزدیک سر آن پر از آب جوش کنید از بزرگتر خود بخواهید تا این کار را برای شما انجام دهد. درون آن چند قاشق شکر بریزید و خوب هم بزنید.
یک گیرهی کاغذ بردارید و آن را باز کنید. آن را به برفی که ساختهاید وصل کنید.
یک مداد را روی لبهی لیوان بگذارید و گیرهی کاغذ و برفی که ساختهاید را از مداد آویزان کنیدطوری که برفی که ساختهاید درون آب شکر فرو برود.
چند روز صبر کنید و اجازه دهید تا آب درون لیوان خشک شود.'
وقتی مولکول شبیهسازی شده برف را از درون لیوان بیرون میآورید متوجه میشود که دانههای شکر مانند بلور به برف چسبیدهاند. چه اتفاقی افتاده است؟
گیره را جدا کنید و یک نخ را به مولکول گره بزنید و مولکول شبیهسازی شده برف را از آن بیاویزید. میتوانید از آن برای تزیین اتاق خود استفاده کنید.
انچه اتفاق می افتد...
بلور شکلی از ماده جامد است که در آن مولکولها ٬ اتمها و یونها با آرایشی منظم در کنار یکدیگر قرار دارد. تکرار این آرایش منظم در سه جهت فضایی سبب بزرگتر شدن بلور میشود. نظم بیرونی بلورها ٬ بر اثر نظم درونی آنهاست. بدلیل همین نظم ٬ سطحهای خارجی بلورها صاف و هموار هستند. این سطحهای صاف با یکدیگر زاویههایی میسازند که اندازههای آنها در بلورهای یک ماده همواره ثابت است. یکی از راههای تشخیص بلورها از یکدیگر ، اندازه گیری زاویه بین سطحهای آنهاست. بلورها به شکلهای مکعب ٬ منشور ٬ هرم و چند وجهیهای مختلف هستند و معمولا" سطحها و زاویههای هر شکلی از آنها مشابه و قرینه یکدیگرند.
بلورها بر اثر تغییر فشار و دما در محلولها ٬ مواد مذاب ٬ مواد جامد و بخار بوجود می آید . مثلا" بر اثر کاهش دما بلورهای برف ٬ از ابر و بلورهای نمک طعام از آب شور دریاچه های نمکی جدا می شوند . غلظت آب این دریاچه های شور ٬ بر اثر تبخیر یا کاهش دما ٬ به حالت اشباع و فوق اشباع در می آید و بلورهای نمک از آن جدا می شود . بلورهای تشکیل دهنده سنگهای آذرین از سرد شدن ماگما ( سنگهای ذوب شده درون زمین ) بوجود میآیند . بلورهای سنگهای دگرگونی مانند سنگ مرمر از تاثیر دما و فشار زیاد بر سنگهای دیگر شکل میگیرند. به فرآیند تشکیل بلورها تبلور گفته میشود.
در این آزمایش پس از این مدتی آب محلول تبخیر شده به هوا میرود و شکر به شکل بلور جامد باقی میماند.