Некоторые формы кристаллов всегда будут промежуточными, как бы тщательно мы ни отделяли скелетные формы от дендритных. Сюда прежде всего относятся снежинки. Часть их имеет типичную форму без следа каких бы то ни было ветвей, другие — сильно развитые отростки. Кристаллизация хлористого аммония из водного раствора служит характерным примером дендритной кристаллизации. При наличии в растворе примеси мочевины CO(NH2)2, дающей комплексное соединение с хлористым аммонием, изменяется соотношение скоростей роста граней куба и октаэдра в пользу последней, в результате чего кристалл принимает огранку куба.
В случае дендритнои кристаллизации иглы или ветви дендритов появляются в вершинах куба. Дендрит хлористого аммония, выращенный из пересыщенного раствора между двумя стеклами, может оставаться в этой форме недолго. Уже через 6 мин можно увидеть, что все вторичные иглы потеряли связь с первичными:
«ножка» каждой иглы исчезла, дендрит распался на отдельные иглы (рис. 64), ничем не связанные друг с другом. Постепенно происходит полное распадение дендрита. Процесс этот имеет очень простое объяснение.
Дендрит является неравновесной формой кристалла именно потому, что он не находится в равновесии с раствором, а растет в нем. В процессе роста наиболее выгодной формой кристалла оказывается такая, при которой поверхность его будет максимальной, поскольку при этом условии облегчается отложение вещества на кристалл. Так как поверхностная энергия пропорциональна суммарной поверхности, то, значит, к растущему дендриту нельзя применять принцип Гиббса—Кюри—Вульфа. Однако, когда кристаллизация закончена и раствор принял комнатную температуру, должно установиться равновесие между твердой и жидкой фазами. Вступающий в силу принцип Гиббса— Кюри—Вульфа изменяет огранку дендрита так, чтобы его поверхностная энергия стала минимальной.
Леммлейн подчеркнул, что равновесная форма кристалла не тождественна форме роста. Каждая грань кристалла равновесной формы имеет такую же растворимость, как и другие грани. Понятие насыщенного раствора может быть применено только к раствору, окружающему кристаллы равновесной формы. Для неравновесного кристалла точно насыщенных растворов не существует. Отсюда вытекает и новое определение понятия насыщенного раствора: насыщенным раствором является такой, в котором кристалл в равной мере и растворяется и нарастает, не меняя своей формы.
Скачать реферат: