KAPITEL 2 – Keimbildung und Wachstumstheorie

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Die folgende Ansicht über den molekularen Zustand eines Kristalls, wenn er sich im Gleichgewicht in Bezug auf Wachstum oder Auflösung befindet, erscheint so wahrscheinlich wie jede andere. Da die Moleküle an den Ecken und Rändern eines perfekten Kristalls weniger fest an ihrem Platz gehalten werden als die in der Mitte einer Seite, können wir annehmen, dass, wenn die Bedingung des theoretischen Gleichgewichts erfüllt ist, einige der äußersten Molekülschichten auf jeder Seite des Kristalls zu den Rändern hin unvollständig sind. Die Grenzen dieser unvollständigen Schichten fluktuieren wahrscheinlich, wenn sich einzelne Moleküle an den Kristall anlagern oder ablösen, aber nicht so, dass eine Schicht (auf einer beliebigen Seite von beträchtlicher Größe) vollständig entfernt wird, um einfach durch die Unregelmäßigkeiten der Bewegungen der einzelnen Moleküle wiederhergestellt zu werden. Einzelne Moleküle oder kleine Gruppen von Molekülen können sich in der Tat an der Seite des Kristalls anlagern, aber sie werden schnell wieder entfernt, und wenn Moleküle aus der Mitte einer Oberfläche herausgeschleudert werden, werden auch diese Mängel bald behoben; noch wird die Häufigkeit dieser Vorkommnisse so sein, dass sie die allgemeine Glätte der Oberflächen stark beeinträchtigen, außer in der Nähe der Ränder, wo die Oberflächen etwas abfallen, wie zuvor beschrieben. Nun ist ein fortgesetztes Wachstum auf irgendeiner Seite eines Kristalls unmöglich, es sei denn, es können neue Schichten gebildet werden. … Da die Schwierigkeit bei der Bildung einer neuen Schicht am oder in der Nähe des Beginns der Bildung liegt, kann der notwendige Wert des Potentials unabhängig von der Fläche der Seite sein, außer wenn die Seite sehr klein ist. Der Wert des Potentials, der für das Wachstum des Kristalls notwendig ist, wird jedoch für verschiedene Arten von Oberflächen unterschiedlich sein und wird wahrscheinlich im Allgemeinen für die Oberflächen am größten sein, für die σ am kleinsten ist.

Im Großen und Ganzen scheint es nicht unwahrscheinlich, dass die Form sehr kleiner Kristalle im Gleichgewicht mit Lösungsmitteln hauptsächlich durch die Bedingungen bestimmt wird … durch die Bedingung bestimmt wird, dass σ ein Minimum für das Volumen des Kristalls ist, außer wenn der Fall durch die Schwerkraft oder den Kontakt mit anderen Körpern verändert wird, aber wenn sie größer werden (in einem Lösungsmittel, das nicht mehr übersättigt ist, als nötig ist, um sie überhaupt wachsen zu lassen), wird die Ablagerung neuer Materie auf den verschiedenen Oberflächen mehr durch die Beschaffenheit (Orientierung) der Oberflächen und weniger durch ihre Größe und Beziehungen zu den umgebenden Oberflächen bestimmt. Als Endergebnis wird ein großer Kristall, der sich auf diese Weise bildet, im Allgemeinen nur von den Oberflächen begrenzt, auf denen die Ablagerung neuer Materie am leichtesten erfolgt, mit kleinen, vielleicht unmerklichen Abbrüchen. Wenn eine Art von Oberflächen, die diese Bedingung erfüllen, keine geschlossene Figur bilden kann, wird der Kristall von zwei oder drei Arten von Oberflächen begrenzt, die durch dieselbe Bedingung bestimmt werden. Die auf diese Weise bestimmten Oberflächenarten werden wahrscheinlich im Allgemeinen diejenigen sein, für die σ die geringsten Werte hat. Aber die relative Entwicklung der verschiedenen Arten von Seiten, selbst wenn sie durch die Schwerkraft oder den Kontakt mit anderen Körpern nicht verändert wird, wird nicht so sein, dass Σσs ein Minimum wird. Das Wachstum des Kristalls wird sich schließlich auf Seiten einer einzigen Art beschränken.

(J. W. GIBBS, 1878)

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