いろいろな結晶

☆塩化アンモニウムの結晶
左の写真のAの試験管には水とたくさんの塩化アンモニウムという物質をいれ、
お湯であたためてとかしています。

これを観察していると、だんだんさめてきれいなかたちの白いものがあらわれて、ゆっくりとおりてきます。
まるで、試験管の中にふる雪のようです。(左の写真B、右の写真)

塩化アンモニウムはあついお湯にはたくさんとけるけれど、つめたい水にはあまりとけません。
いちどお湯にとけたたくさんの塩化アンモニウムも、さめてきた水にはとけていられません。
とけきれなくなった塩化アンモニウムがもういちどあつまり、すがたをあらわして
雪のようにみえるのです。この塩化アンモニウムのあつまりを「結晶」といいます。
塩化アンモニウムの結晶をよくみると、
  ・上下・左右・前後の3つの直角な向きに枝がのびる
  ・さらにそれぞれの枝に、直角な向きに細い枝がたくさんのびる
  ・試験管の中をゆっくりおりながら、小さい結晶が大きくなっていく
ことがわかります。
科学教室にきた人たちからは、
「手裏剣(しゅりけん)みたい」、「クリスマスツリーみたい」という声もあがりました。

試験管がつめたくなるころには、塩化アンモニウムの結晶がたくさんふりつもっています。(左の写真C)
塩化アンモニウムのように、温度が高いほどよくとける物質はたくさんあります。

☆いろいろな結晶
塩化アンモニウムのほかにも、結晶をつくる物質はたくさんあります。
科学教室に参加したみんなからも、「ミョウバン」、「塩」、「雪」など知ってる名前をあげてくれました。
右の写真はファイバースコープで「ざらめ」の結晶を見ているところです。
ミョウバンや尿素、食塩などみんなそれぞれのかたちをもっています。
これは黄鉄鉱(おうてっこう)という物質の結晶です。
木の模型のような立方体、正十二面体、正八面体などの
かたちをもっています。

☆雪の結晶
冬、寒い日には雪がふることがありますね。雪は空にある水分がひえて結晶になったものです。

雪の結晶にはいろいろなかたちがあります。ふる雪ごとにちがったかたちがあるそうです。
空の水分の量、温度、そのほかちょっとしたちがいで、できる雪の結晶のかたちはちがってくるんだそうです。
「雪は空からの手紙」と言った人もいます。雪の結晶のかたちから、高い空のようすがわかるからです。

インターネットでは美しい雪の結晶を紹介したページがいくつもありました。

☆雪の結晶の紙細
雪の結晶を紙でつくってみました。
  ・多くの人が見て、雪の結晶と思えるかたちになること <雪の結晶の共通点>
  ・雪の結晶にできかたによってはいろいろなかたちがあること <雪の結晶の多様性>
このふたつをおさえて、紙をおり、紙を切ってひろげるとさまざまな雪の結晶ができました。
みんなでつくったものを黒板にはってみました。
    この紙細工の型紙は
PDFファイルで
提供しています。
<ここをクリック>

☆チオ硫酸ナトリウムの結晶のできかた
チオ硫酸ナトリウムは、水道水を魚の水そうにつかうとき、加えてやるものです。
”ハイポ”とか”カルキぬき”ともいいます。
このチオ硫酸ナトリウムを20gと水2mlをビーカーに入れて加熱し、完全にとかしたらシャーレにいれる。
しばらくさましたあと、シャーレの中央にチオ硫酸ナトリウムの結晶をひとつおくと、
次のように結晶が成長するのが観察できます。
結晶をおく 1分後 2分後 4分後 5分後 別のグループでは
こんなふうになりました。

いろいろな物質には、それぞれきまったかたちの結晶をつくるものがあります。

ひとつの物質がつくる結晶のかたちは、
そのできかたによってすこしずつちがうことがあります。