[x] ปิดหน้าต่างนี้

  หน้าแรก
  ข่าวประชาสัมพันธ์
  บทความน่ารู้
  ปฏิทินกิจกรรม
  เกี่ยวกับกลุ่มสาระ
  ติดต่อเรา




บุคลากรกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
ติดต่อกลุ่มสาระ
 

 


  

ความรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์
มารู้จักการตกผลึกกันเถอะ

อาทิตย์ ที่ 19 เดือน สิงหาคม พ.ศ.2555


ผลึก

(อังกฤษ: crystal) เป็นของแข็งที่มีองค์ประกอบเป็นอะตอม โมเลกุล หรือ ไอออนซึ่งอยู่รวมกันอย่างมีระเบียบ เป็นรูปแบบที่ซ้ำกันและแผ่ขยายออกไปในเนื้อที่สามมิติ โดยทั่วไปสสารที่เป็น ของเหลว จะเกิดผลึกได้เมื่ออยู่ภายใต้กระบวนการ โซลิดิฟิเคชัน (solidification) ภายใต้สภาวะที่สมบูรณ์ผลที่ได้จะเป็น ผลึกเดี่ยว (single crystal) ที่ซึ่งทุกอะตอมในของแข็งมีความพอดีที่จะอยู่ใน แลตทิช เดียวกัน หรือ โครงสร้างผลึกเดียวกัน แต่โดยทั่วไปจะเกิดหลายรูปแบบของผลึกในระหว่างโซลิดิฟิเคชัน ทำให้เกิดของแข็งที่เรียกว่า พอลิคริสตัลลีน (polycrystalline solid) ตัวอย่าง เช่น โลหะ ส่วนใหญ่ที่พบเห็นในชีวิตประจำวันจะเป็น พอลิคริสตัล (polycrystals) ผลึกที่โตคู่กันอย่างสมมาตร จะเกิดเป็นผลึกที่เรียกว่า ผลึกแฝด (crystal twins) โครงสร้างผลึกจะขึ้นอยู่กับสารเคมี สภาวะแวดล้อมขณะเกิดการแข็งตัวและความกดดันขณะนั้น กระบวนการเกิดโครงสร้างผลึกเราเรียกว่าคริสตัลไลเซชัน (crystallization)

Bismuth Crystal

ขณะที่กระบวนการเย็นลงการเกิดผลึกก็ยังมีอยู่ แต่เมื่อของเหลวเย็นจนแข็งสถานะการเกิดผลึกจะไม่มีเรียกว่า นอนคริสตัลลีนสเตต (noncrystalline state) อธิบายได้ว่าการที่ของเหลวเย็นจนแข็งอะตอมของของเหลวไม่สามารถเคลื่อนไหวเพื่อการจัดเรียงเข้า แลตทิชไซต์ ตะกอนที่ได้จะไม่เป็นผลึกเรียกว่าวัสดุที่ไม่ใช่ผลึก (noncrystalline material) ซึ่งโครงสร้างของมันจะไม่เป็นระเบียบพิสัยยาว (long-range order) และเรียกว่าเป็นวัสดุ อสัณฐาน (amorphous), คล้ายแก้ว (vitreous),หรือ กระจก หรืออาจเรียกอีกอย่างว่าเป็น ของแข็งอสัณฐาน (amorphous solid) ถึงแม้จะมีความแตกต่างกันระหว่างของแข็งและแก้ว แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตอย่างมากว่ากระบวนการเกิดแก้วจะไม่ปล่อย ความร้อนแฝงของการหลอม (latent heat of fusion) อันนี้เป็นเหตุผลอันหนึ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์พิจารณาวัสดุแก้ว (glassy materials) ว่าเป็น ของเหลวที่มี ความหนืด (viscosity) มากกว่าเป็นของแข็ง ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ใน แก้ว (glass

รูปแบบของผลึก

สารแต่ละชนิด ย่อมก่อให้เกิดผลึกที่แตกต่างกันเป็นคุณสมบัติประจำแต่ละสารนั้นๆ เนื่องจากพันธะระหว่างสารแต่ละชนิดแตกต่างกัน จึงทำให้การจับตัวกันเป็นรูปลูกบาศก์ แต่สารบางชนิดก็สามารถให้ผลึกในรูปแบบที่แตกต่างกันได้ แม้จะเป็นสารชนิดเดียวกัน เช่นโกเมน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักจะจับตัวในรูปของผลึกทรง 12 หน้า หรือรูปทรง 24 หน้า แต่ในบางครั้งก็อาจพบในรูปแบบของลูกบาศก์

นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งรูปแบบการตกผลึกออกเป็น 32 รูปแบบ โดยมี 12 รูปแบบที่มักพบได้ในผลึกแร่ทั่วไป และในบางรูปแบบยังไม่มีการค้นพบอย่างเป็นรูปธรรมอย่างแท้จริง โดยใน 32 รูปแบบนี้ ได้ถูกแบ่งออกเป็น 7 ระบบ โดยแบ่งแยกตามความยาวและตำแหน่งของแกนของผลึก รูปทรงสมมาตร (Isometric)

รูปแบบนี้เป็นรูปแบบที่เกิดจากการที่แกน 3 แกนตั้งฉากและตัดกึ่งกลางซึ่งกันและกัน และมีขนาดความยาวเท่ากันทุกประการ มักก่อให้ผลึกมีคุณสมบัติที่แข็ง แต่เปราะ แตกหักได้ง่าย ตัวอย่างผลึกได้แก่ ผลึกเกลือ (Sodium chloride -NaCl)

 

รูปแบบของผลึก

สารแต่ละชนิด ย่อมก่อให้เกิดผลึกที่แตกต่างกันเป็นคุณสมบัติประจำแต่ละสารนั้นๆ เนื่องจากพันธะระหว่างสารแต่ละชนิดแตกต่างกัน จึงทำให้การจับตัวกันเป็นรูปลูกบาศก์ แต่สารบางชนิดก็สามารถให้ผลึกในรูปแบบที่แตกต่างกันได้ แม้จะเป็นสารชนิดเดียวกัน เช่นโกเมน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักจะจับตัวในรูปของผลึกทรง 12 หน้า หรือรูปทรง 24 หน้า แต่ในบางครั้งก็อาจพบในรูปแบบของลูกบาศก์

นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งรูปแบบการตกผลึกออกเป็น 32 รูปแบบ โดยมี 12 รูปแบบที่มักพบได้ในผลึกแร่ทั่วไป และในบางรูปแบบยังไม่มีการค้นพบอย่างเป็นรูปธรรมอย่างแท้จริง โดยใน 32 รูปแบบนี้ ได้ถูกแบ่งออกเป็น 6 ระบบ โดยแบ่งแยกตามความยาวและตำแหน่งของแกนของผลึก


ผลึก Fluorite




รูปทรงสมมาตร (Isometric)

รูปแบบนี้เป็นรูปแบบที่เกิดจากการที่แกน 3 แกนตั้งฉากและตัดกึ่งกลางซึ่งกันและกัน และมีขนาดความยาวเท่ากันทุกประการ มักก่อให้ผลึกมีคุณสมบัติที่แข็ง แต่เปราะ แตกหักได้ง่าย ตัวอย่างผลึกได้แก่ ผลึกเกลือ (Sodium chloride -NaCl)

รูปทรงสี่มุม (Tetragonal)

รูปทรงแบบนี้เกิดจากการที่แกน 3 แกนตัดกึ่งกลางและตั้งฉากซึ่งกันและกัน และต้องมีแกน 2 แกนที่มีความยาวเท่ากันด้วย เช่นแร่เซอร์คอน (Zirconium Silicate –ZrSiO4)

รูปทรงมุมฉาก (Orthorhombic)

รูปทรงนี้เกิดจากแกน 3 แกนตั้งฉากและตัดกึ่งกลางซึ่งกันและกัน แต่แกนทั้ง 3 แกนต้องมีขนาดไม่เท่ากันเลย ตัวอย่างแร่ที่มีผลึกชนิดนี้ได้แก่แบไรต์ (Barium sulfate –BaSO4)
รูปทรงขนมเปียกปูน (Monoclinic)

เป็นรูปทรงที่แกนทั้ง 3 แกนมีขนาดไม่เท่ากันแต่ตัดกึ่งกลางซึ่งกันและกัน ในนี้ 2 แกนจะทำมุมไม่ตั้งฉากกัน แต่ทั้ง 2 แกนนี้จะตั้งฉากกับอีกหนึ่งแกนที่เหลือ ตัวอย่างผลึกที่มีระบบของผลึกแบบนี้คือยิบซั่ม (Hydrated calcium sulfate –CaSO4.2H2O)

รูปทรงอสมมาตร (Triclinic)

รูปทรงนี้เกิดจากแกน 3 แกนที่ตัดกึ่งกลางซึ่งกันและกัน แต่ไม่มีเส้นใดที่ตั้งฉากกันเลย ตัวอย่างแร่สำหรับผลึกระบบนี้ได้แก่แอซิไนต์:axinite (เกิดจากการประกอบกันของแคลเซียม อะลูมิเนียม โบรอน ซิลิคอน เหล็ก และแมงกานีส)

รูปทรงหกเหลี่ยม (Hexagonal)

รูปทรงนี้มีแกนทั้งสิ้น 4 แกน สามแกนอยู่ในระนาบเดียวกัน ทำมุม 60 องศาซึ่งกันและกัน แบ่งเป็น 6 ส่วนเท่า ๆ กัน และอีกแกนที่เหลือตั้งฉากกับระนาบของแกน 3 แกนแรก แบ่งเป็นสองส่วนเท่า ๆ กัน ตัวอย่างแร่ในระบบนี้ ได้แก่อพาไทต์ หรือกราไฟต์


ผลึก Ametheyst

การใช้งานผลึก

ผลึกบางชนิดเมื่อได้รับการกระตุ้นทางไฟฟ้าแล้ว อาจก่อให้เกิดคลื่นของพลังงานออกมาได้ เช่นแร่ผลึกควอทซ์ เรานำมาใช้ในการกำเนิดคลื่นโซนาร์ (SONAR -SOund Navigation And Ranging) ที่มีประโยชน์ในการตรวจหาระยะห่าง หรือใช้ในทางการทหาร

ผลึกของซิลิคอนและเจอมาเนียมเราสามารถนำมาใช้ทำทรานซิสเตอร์ อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่พลิกประวัติศาสตร์แห่งโลกดิจิตอล เป็นอุปกรณ์กึ่งตัวนำ (semi-conductor device) ซึ่งสามารถให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้โดยมีคลื่นไฟฟ้าเป็นตัวเปิดปิดประตูนี้ มีความสำคัญทางด้านเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ หรือคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

นอกจากนี้ผลึกของซิลิคอนหรือโครเมียมซัลไฟด์ยังสามารถแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ หรือที่เราเรียกกันว่าโซลาเซลล์ (Solar Battery)

ผลึกขนาดเล็กมาก ๆ เมื่อนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นรังสีเอ็กซ์วิ่งผ่านแล้ว จะก่อให้เกิดการหักเหได้ เราใช้ประโยชน์ในข้อนี้มาใช้ในการขยายภาพในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้

นอกจากนี้ ล่าสุดเราสามารถนำสารอินทรีย์มาทำเป็นเพชรได้ โดยการนำไปเผาให้เหลือแต่ซากเถ้าถ่าน เป็นเพียงสารประกอบคาร์บอนธรรมดา ๆ แล้วนำไปเผาที่อุณหภูมิสูงและให้แรงกดดันจำนวนมหาศาลจนสามารถตกผลึกเป็นเพชรได้ วิธีนี้นิยมทำเพื่อเป็นของที่ระลึกสำหรับบุคคลที่เสียชีวิต แล้วนำเถ้ากระดูกมาทำเป็นเครื่องประดับ

 

 

วิธีการทำ




เข้าชม : 1691


ความรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ 5 อันดับล่าสุด

      สมดุลกลและสภาพยืดหยุ่น 23 / ก.ย. / 2555
      พฤติกรรมของสัตว์ 12 / ก.ย. / 2555
      สารทดแทนเลือด 5 / ก.ย. / 2555
      การเกิดเสียง 29 / ส.ค. / 2555
      มารู้จักการตกผลึกกันเถอะ 19 / ส.ค. / 2555




ชื่อ/Email :
ใส่รหัสที่ท่านเห็นลงในช่องนี้
ไอคอน : ย่อหน้า จัดซ้าย จัดกลาง จัดขวา ตัวหนา ตัวเอียง เส้นใต้ ตัวยก ตัวห้อย ตัวหนังสือเรืองแสง ตัวหนังสือมีเงา สีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน สีส้ม สีชมพู สีเทา
อ้างอิงคำพูด เพิ่มเพลง เพิ่มวีดีโอคลิป เพิ่มรูปภาพ เพิ่มไฟล์ Flash เพิ่มลิงก์ เพิ่มอีเมล์
ความคิดเห็น :


กรุณาใช้คำพูดที่สุภาพ และอย่าใช้คำพูดที่พาดพิงถึงบุคคลอื่นให้เสียหาย ขอขอบคุณที่ให้ความร่วมมือ


ข้อความที่ท่านได้อ่าน เกิดจากการเขียนโดยสาธารณชน และส่งขึ้นมาแบบอัตโนมัติ เจ้าของระบบไม่รับผิดชอบต่อข้อความใดๆทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือ ชื่อผู้เขียนที่ได้เห็นคือชื่อจริง ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และถ้าท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม กรุณาแจ้งที่ mocyc@hotmail.com เพื่อให้ผู้ควบคุมระบบทราบและทำการลบข้อความนั้น ออกจากระบบต่อไป

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์

โรงเรียนศรีบุณยานนท์ จังหวัดนนทบุรี