Номер 2, страница 45 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 10. Агрегатные состояния вещества. Темы докладов - номер 2, страница 45.

Условие.

2. Процессы кристаллизации в природе.

Решение.

Кристаллизация — это процесс образования кристаллов из газов, растворов, расплавов или веществ в стеклообразном (аморфном) состоянии. Этот фундаментальный физико-химический процесс играет ключевую роль во многих природных явлениях, формируя геологический и биологический облик нашей планеты. В природе кристаллизация происходит в различных средах и под действием разнообразных факторов.

Кристаллизация из расплава

Этот процесс является основой формирования магматических горных пород. Когда расплавленная порода (магма или лава) остывает, атомы и ионы теряют энергию, замедляют своё движение и начинают выстраиваться в упорядоченные кристаллические решетки.
Примеры:
Гранит: Образуется при медленном остывании магмы глубоко под земной поверхностью. Длительное время остывания позволяет вырасти крупным, хорошо различимым кристаллам минералов (кварца, полевого шпата, слюды).
Базальт: Формируется при быстром остывании лавы на поверхности Земли или на дне океана. Из-за высокой скорости охлаждения кристаллы не успевают вырасти до больших размеров, поэтому порода имеет мелкозернистую структуру.
Обсидиан (вулканическое стекло): Возникает при сверхбыстром остывании лавы, когда атомы не успевают сформировать кристаллическую решетку и застывают в неупорядоченном, аморфном состоянии.

Кристаллизация из раствора

Многие минералы образуются путем кристаллизации из водных растворов. Это может происходить при испарении растворителя (воды), изменении температуры или давления, что приводит к снижению растворимости вещества и его выпадению в виде кристаллического осадка.
Примеры:
Соляные отложения (галит): Кристаллы поваренной соли ($NaCl$) образуются при испарении воды в соленых озерах или мелководных морских заливах.
Сталактиты и сталагмиты: Формируются в пещерах из насыщенных растворов карбоната кальция ($CaCO_3$). Вода, просачиваясь сквозь известняковые породы, растворяет его, а при попадании в пещеру из раствора выделяется углекислый газ, растворимость карбоната кальция падает, и он кристаллизуется, создавая причудливые натечные образования.
Жеоды: В полостях горных пород из циркулирующих гидротермальных растворов растут кристаллы кварца, аметиста, кальцита и других минералов.

Кристаллизация из газовой фазы (сублимация)

Этот процесс представляет собой прямой переход вещества из газообразного состояния в твердое, минуя жидкую фазу.
Примеры:
Снежинки: Самый известный пример. Они образуются в атмосфере, когда водяной пар при отрицательных температурах конденсируется на мельчайших частицах пыли, образуя ледяные кристаллы. Их всегда шестиугольная форма отражает внутреннюю кристаллическую структуру льда.
Иней: Образуется на поверхностях, когда их температура опускается ниже точки замерзания, и содержащийся в воздухе водяной пар кристаллизуется непосредственно на них.
Вулканические фумаролы: Вблизи вулканов из горячих газов, выходящих на поверхность, могут кристаллизоваться минералы, например, самородная сера.

Кристаллизация в твердом состоянии (перекристаллизация)

Этот процесс происходит в метаморфических горных породах под воздействием высоких температур и давлений. Исходные минералы не плавятся, а перестраиваются, образуя новые, часто более крупные и устойчивые в данных условиях кристаллы.
Примеры:
Мрамор: Образуется из известняка (состоящего из мелких кристаллов кальцита) в результате перекристаллизации, которая приводит к укрупнению зерен кальцита.
Кварцит: Формируется из песчаника, где отдельные зерна кварца под давлением и температурой срастаются в прочную, монолитную массу.

Биокристаллизация (биоминерализация)

Многие живые организмы способны контролировать процессы кристаллизации для создания твердых скелетных структур.
Примеры:
Раковины моллюсков и скелеты кораллов: Строятся из кристаллов карбоната кальция (в форме арагонита или кальцита).
Кости и зубы позвоночных: Состоят из кристаллов гидроксиапатита, минерала на основе фосфата кальция, армированных белковой матрицей (коллагеном).
Панцири диатомовых водорослей: Созданы из аморфного кремнезема (опала), который можно рассматривать как результат биогенного осаждения.

Таким образом, процессы кристаллизации повсеместно распространены в природе и лежат в основе формирования минералов, горных пород, атмосферных явлений и даже структур живых организмов.

Ответ:

Процессы кристаллизации в природе — это фундаментальные явления образования твердых кристаллических тел из различных сред (расплавов, растворов, газов) или в результате преобразования других твердых тел. Ключевые типы кристаллизации в природе включают:
- Кристаллизация из расплава: Остывание магмы или лавы с образованием магматических горных пород, таких как гранит (при медленном остывании) и базальт (при быстром).
- Кристаллизация из раствора: Выпадение минералов из пересыщенных водных растворов, что приводит к формированию соляных отложений (галит), пещерных образований (сталактиты), а также кристаллов в жеодах.
- Кристаллизация из газовой фазы: Прямой переход вещества из газа в твердое состояние, примерами которого являются образование снежинок и инея из водяного пара.
- Перекристаллизация в твердом состоянии: Преобразование минералов в горных породах под действием высоких температур и давлений (метаморфизм), в результате чего образуются, например, мрамор из известняка.
- Биоминерализация: Контролируемая живыми организмами кристаллизация для создания твердых структур, таких как раковины моллюсков (карбонат кальция) и кости позвоночных (гидроксиапатит).