Minerały i Kamienie szlachetne

Krystalizacja, czyli powstawanie kryształów może następować w przyrodzie w rozmaity sposób:

1) ze stanu gazowego,

2) ze sto­pów,

3) z roztworów.

Krystalizacja ze stanu gazowego może nastąpić albo wskutek sublimacji, albo reakcji zachodzących między gazami lub parami. Przykładem tworzenia się kryształów przez krystalizację z pary jest wydzielanie się drobniutkich kryształów siarki, pokrywają­cych nieraz delikatnym nalotem wnętrza kraterów wulkanicz­nych. W analogiczny sposób — przez oziębienie pary wodnej — wytwarzają się kryształki śniegu.

Procesowi krystalizacji ze stopów, który można porównać z procesami zestalania metali w hutnictwie, zawdzięczają swe powstanie liczne minerały. Najprostszym przykładem tego pro­cesu jest krystalizacja siarki. Przy podgrzewaniu sproszkowanej siarki, umieszczonej na misce porcelanowej, można stwierdzić, że w temperaturze 119°C przechodzi ona ze stanu stałego w ciekły. Jest to punkt topnienia siarki. Przerywając dalsze ogrzewanie stwierdza się, że po pewnym czasie zaczyna ona z powrotem przechodzić w stan stały. Następuje to najpierw w miejscach naj­chłodniejszych, tj. w częściach zewnętrznych, a dopiero później obejmuje stopniowo coraz bardziej wewnętrzne części stopu, wre­szcie cała ilość siarki ze stanu ciekłego przechodzi w krystaliczny stan stały, tworząc mnóstwo igiełkowatych kryształków.

Wielką rolę w tworzeniu się kryształów odgrywa również krystalizacja z roztworów. Może odbywać się ona w rozmaity spo­sób, jednak największą rolę odgrywa krystalizacja wskutek odpa­rowania rozpuszczalnika lub krystalizacja w wyniku spadku tem­peratury. Przez odparowanie roztworu soli kuchennej można otrzymać z powrotem sól w postaci krystalicznej. Aby parowanie odbywało się dosyć szybko, wystarczy umieścić roztwór w pła­skim naczyniu. Po pewnym czasie można zauważyć wydzielanie się drobniutkich kryształków stałej substancji.

Rozpuszczalnikiem odgrywającym największą rolę w proce­sach zachodzących w przyrodzie jest woda. Roztwory, z których wydzielają się minerały, są roztworami wodnymi. Roztwór, któ­ry w danych warunkach temperatury i ciśnienia zawiera najwięk­szą możliwą ilość substancji rozpuszczonej, nazywa się roztworem nasyconym. Jeżeli wskutek parowania lub spadku temperatury ilość substancji zawartej w roztworze przekroczy granicę nasyce­nia, to roztwór nasycony przechodzi w przesycony i nadmiar ciała rozpuszczonego wydziela się w postaci krystalicznej. Rozpuszczal­ność ciał stałych zależy od temperatury i ciśnienia. Rozpuszczal­ność większości ciał stałych zwiększa się ze wzrostem tempera­tury. Ochładzając nasycony roztwór doprowadza się go w ten sposób do przesycenia, którego rezultatem będzie wydzielenie kryształów. Pierwsze pojawiające się zarodki kryształów mają już postać wielościanów.

Obserwując wydzielanie się krystalicznego ciała stałego z roz­tworu można stwierdzić, że kąty między ścianami najmniejszego nawet kryształu nie ulegają zmianie przy dalszym jego wzroście. Nowe ściany kryształu nie mają dowolnego położenia w przestrze­ni. Są one ułożone tak, jak to warunkują ścisłe prawa krystalo­graficzne i charakterystyczna budowa danej substancji. Z postaci wydzielonego z roztworu kryształu danej substancji, chociażby się on składał tylko z czterech płaszczyzn, można przewidzieć, jakie będą dalsze ściany kryształu i określić ich nachylenie do siebie.

Wielkość, kryształów jest bardzo rozmaita i zależy zarówno od rodzaju substancji, jak i warunków krystalizacji. Minerały tworzą przeważnie kryształy milimetrowej wielkości, rzadziej większe od 1 cm. Zdarzają się jednak także kryształy o wielkości kilkudziesięciu centymetrów, a wyjątkowo ponad 1 m. Kryształy o takiej wielkości, np. olbrzymie kryształy kwarcu, skaleni lub berylu, tworzą się w warunkach powolnej i spokojnej krystalizacji przy dostatecznym dopływie substancji, z której powstają.