خطوات نمو البلورة

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

خطوات نمو البلورة البلورة الكيمياء

تتشكل الأجسام البلورية من السوائل (محاليل أو مصهورات)، ومن الغازات ومن الأجسام الصلبة غير المتبلورة.

وعموماً فإن معدل نمو البلورات يزداد بزيادة درجة تركيز الأيونات في المحلول أو بزيادة درجة حرارة المحلول.

ويبدأ تكون البلورات من المحاليل فوق المشبعة عندما تنخفض درجة حرارة المحلول، وتتناقض معها الطاقة الحركية (الاهتزازية والانتقالية) للأيونات، وعندها تبدأ قوى التجاذب الكهروستاتيكية للأيونات بالسيطرة عليها.

 

فعند تصادم الأيونات مختلفة الشحنة بعضها مع بعض في محلول فوق مشبع، فإنها لا تتباعد بل ترتبط ارتباطاً قوياً، ويبدأ الارتباط بين أيونين، ثم يضاف إليهما أيون ثالث، فرابع وهكذا.. إلى أن تتشكل سلسلة من عدد قليل متبادل من الأيونات السالبة والموجبة، وهذه السلاسل تدعى بالبليرات (مصغر بلورة) وحيدة البعد.

ثم تقترب البليرات وحيدة البعد بعضها من بعض بحيث تتقابل اليونات السالبة بالأيونات الموجبة في السلسلة الأخرى، وهكذا تتكون البليرات ثنائية الأبعاد، ومن الأخيرة تتشكل الشبكة البلورية الأولية.

إن الأشكال البلورية الصغيرة السابقة يطلق عليها اسم براعم، أو مراكز التبلور، أما العملية فيمكن تسميتها بعملية بناء مركز البلورة أو نواة البلورة (Nucleation) وبنفس الطريقة تتكون مراكز التبلور في الأوساط المنصهرة أو الغازية.

 

إن الأشكال البلورية الصغيرة السابقة يطلق عليها اسم براعم، أو مراكز التبلور، أما العملية فيمكن تسميتها بعملية بناء مركز البلورة أو نواة البلورة (Nucleation) وبنفس الطريقة تتكون مراكز التبلور في الأوساط المنصهرة أو الغازية.

بعد أن تتكون مراكز البلورات تبدأ عملية النمو لتكن بلورات كبيرة، وتتم هذه العملية بأن تقوم المراكز أو البراعم البلورية بجذب ايونات أو ذرات جديدة منفردة، أو باقتراب براعم أخرى ويحدة أو ثنائية أو حتى ثلاثية الأبعاد والتحامها بالمراكز الأولى وبصورة متوازية.

 

ويمكن تلخيص عملية النمو هذه في أربع خطوات متتابعة على النحو التالي:

1- تنتشر جزيئات المادة المتبلورة في الوسط المحيط بها (في المحلول) متجهة نحو سطح البلورة.

2– تنتشر الجزيئات على سطح البلورة متخذة مواضع محددة على هذا السطح

3- ترتبط أو تندمج الجزيئات بمادة البلورة عند هذه المواضع

4- تنطلق حرارة التبلور من سطح البلورة لتنتشر في الوسط المحيط بها.

 

ومعدل نمو البلورة يتحدد بأي واحدة من الخطوات السابقة، كما أن هذا المعدل يزداد بزيادة درجة التشبع للمحلول أو بزيادة درجة حرارته كل على حدة.

وتزداد درجة فوق التشبع للمحاليل بانخفاض درجة حرارتها، حيث يصل معدل نمو البلورات أوجه في البداية ثم يأخذ تدريجياً في التناقص.

ويمكن إسراع عملية التبلر من المحاليل فوق المشبعة بسقوط بلورات من نفس المادة المذابة، أو بوقوع أجسام دقيقة مجهرية من أجسام غريبة كدقائق الغبار مثلاً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]