什么是结晶(Crystallization)？

结晶是当固体从液体溶液中沉淀时形成的晶体，或者很少，直接从气体中提取。该术语用于描述自然界以及实验室或工业环境中发生的这一过程。矿物和有机化合物甚至水都可以结晶。大多数晶体是某种化合物，但纯元素的晶体是可能的。雪花、盐，一些宝石是通过这个过程形成的。洞穴中钟乳石的形成是一种晶体形成的形式，它的形成要经过许多世纪，甚至更长的时间。当溶质的浓度达到最大值时，晶体就会形成，一种称为过饱和的状态。溶液冷却或蒸发会触发结晶过程。温度的降低会触发晶体的形成，因为溶液保持溶质的能力部分取决于温度。随着温度的降低，溶解度也一样。蒸发会增加溶质在溶液中的浓度，从而引发结晶。任何晶体形成的第一个阶段称为成核。成核是溶质的两个或两个以上分子的结合。这些分子会吸引更多的分子，它会以一种规则的模式与原始晶体结合。这种模式的结构，或者说基质，它取决于被结晶物质的分子性质，但随着加入更多的分子，这一过程将继续以规则的方式传播。即使溶解溶质的浓度降至过饱和点以下，这一过程也可能继续，因为晶体将继续向其基质中添加更多的分子众所周知的结晶过程是在大气中形成水晶体当含有水蒸气的空气被冷却，水结晶成冰，当水的晶体生长时，这种现象在全世界持续发生，这些石钟乳石的形成可能是在几个世纪的时间里形成的。这些石钟乳石在表面上形成了许多晶体，这些石钟乳石也可能在数个世纪的时间里与其他矿物形成晶体，逐渐增加到钟乳石中。世界各地的古代人通过海水蒸发形成盐晶体来获得盐。这种做法至今仍被用作一种廉价有效的获取盐的方法。世界上一些地区的盐晶体是从巨大的沉积物中开采出来的，有时几千英尺厚，这是史前海洋蒸发后留下的。其他水晶因其作为宝石的价值而备受追捧和开采。虽然并非所有的宝石都是晶体，但许多宝石是在数千年或数百万年后在地球深处形成的。许多类型的晶体都是人为创造的，但所有这些过程都依赖于天然晶体形成的相同化学原理，许多食品、矿物和工业原料都是通过结晶产生的。