Как кристаллы растут из расплавов

Если нагреть кристалл до температуры плавления, то он начнёт плавиться. Ну, а что получится, если медленно охлаждать жидкий расплав до той же температуры? Ясно, что, охладившись до температуры плавления, жидкий расплав начнёт кристаллизоваться. Нагрейте чистый лёд при атмосферном давлении до 0°С – он растает, то есть расплавится и превратится в воду. Наоборот, охладите чистую воду до 0°С – она замёрзнет, то есть превратится в кристаллы льда. При нагревании до нуля градусов рассыпается строй частиц, разрушается кристаллическая структура льда. А при остывании до нуля градусов беспорядочно толпящиеся частички начинают собираться правильным строем: среди хаоса возникают зародыши кристаллической структуры. Значит, температура плавления кристаллов данного вещества является в то же время и температурой кристаллизации его расплава.

Как же растут кристаллы в расплаве?

В массе застывающего расплава, как правило, образуется сразу очень много кристаллических зародышей; все они растут одновременно и вырастают в маленькие кристаллики. Пока эти кристаллики совсем малы, они растут свободно: каждый кристаллик растёт правильным многогранником. Но, увеличиваясь, кристаллы встречаются и начинают мешать друг другу. Как только два растущих кристалла столкнутся друг с другом, рост обоих кристаллов в этом месте прекращается: ведь ни один из них не может отодвинуться. С других же сторон – там, где кристаллы ещё не столкнулись с соседями, – они продолжают расти. Так получается, что кристалл вырастает в одни стороны больше, чем в другие: образуются не правильные многогранники, а кристаллиты или зёрна, то есть неровные кривые кристаллы, из которых сложены горные породы.

Название самой распространённой всем известной горной породы, гранита, происходит от латинского слова «гранум», то есть «зерно». В граните легко различить простым глазом зёрна кварца, полевого шпата, слюды.

Твёрдый металл тоже всегда является поликристаллом, то есть состоит из многих кристаллических зёрен; среди этих зёрен не встретишь правильных, симметричных многогранников: форма всех кристаллических зёрен металла обычно совершенно неправильна.

Почему же мы всё-таки говорим, что характерным свойством кристаллов является их многогранная форма? Да потому, что если бы это же самое кристаллическое зерно росло не в тесноте, а так, чтобы ему ничто не мешало, то оно бы непременно приобрело форму правильного многогранника. Кривая, неправильная форма – это не естественная, а вынужденная форма кристалла: ему пришлось принять её потому, что не было ни места, ни материала для образования настоящей правильной формы, свойственной всем кристаллам, растущим без помехи. Дайте этому кристаллу расти свободно – и перед вами снова возникнет правильный симметричный многогранник.

Далее: Как кристаллизуется магма