LUKU 2 – Nukleaatio- ja kasvuteoria

, Author

Seuraava näkemys kiteen molekyylitilasta, kun se on tasapainossa kasvun tai liukenemisen suhteen, vaikuttaa yhtä todennäköiseltä kuin mikä tahansa. Koska täydellisen kiteen kulmissa ja reunoilla olevat molekyylit olisivat vähemmän lujasti paikoillaan kuin sivun keskellä olevat molekyylit, voimme olettaa, että teoreettisen tasapainoehdon täyttyessä useat kiteen kummallakin sivulla olevista uloimmista molekyylikerroksista ovat epätäydellisiä kohti reunoja. Näiden epätäydellisten kerrosten rajat todennäköisesti vaihtelevat, kun yksittäiset molekyylit kiinnittyvät kiteeseen tai irtoavat siitä, mutta eivät niin, että kerros poistuu kokonaan (miltään huomattavan kokoiselta sivulta), jotta se palautuisi uudelleen yksinkertaisesti yksittäisten molekyylien epäsäännöllisen liikkeen vuoksi. Yksittäiset molekyylit tai pienet molekyyliryhmät voivat tosiaan kiinnittyä kiteen sivuun, mutta ne irtoavat nopeasti, ja jos molekyylejä heitetään ulos pinnan keskeltä, myös nämä puutteet korjataan nopeasti; näiden tapahtumien esiintymistiheys ei myöskään ole niin suuri, että se vaikuttaisi suuresti pintojen yleiseen sileyteen, paitsi reunojen läheisyydessä, jossa pinnat irtoavat jonkin verran, kuten edellä kuvattiin. Jatkuva kasvu jollakin puolella kristallia on mahdotonta, ellei uusia kerroksia voi muodostua. … Koska vaikeus uuden kerroksen muodostumisessa on muodostumisen alussa tai lähellä sitä, tarvittava potentiaalin arvo voi olla riippumaton sivun pinta-alasta, paitsi silloin, kun sivu on hyvin pieni. Kiteen kasvuun tarvittava potentiaalin arvo on kuitenkin erilainen erityyppisillä pinnoilla, ja todennäköisesti se on yleensä suurin pinnoilla, joilla σ on pienin.

Kaiken kaikkiaan ei vaikuta epätodennäköiseltä, että liuottimien kanssa tasapainossa olevien hyvin pienten kiteiden muoto määräytyy pääasiassa … ehdoilla, joiden mukaan σ on kiteen tilavuuden minimi, paitsi sikäli kuin painovoima tai muiden kappaleiden kosketus muuttaa tapausta, mutta kun ne kasvavat suuremmiksi (liuottimessa, joka ei ole ylikylläisempi kuin on tarpeen, jotta ne ylipäätään kasvaisivat), uuden aineen laskeutuminen eri pinnoille määräytyy enemmän pintojen luonteen (suuntautuneisuuden) ja vähemmän niiden koon ja suhteiden ympäröiviin pintoihin mukaan. Lopputuloksena näin muodostunut suuri kide rajoittuu yleensä vain niihin pintoihin, joille uuden aineen laskeutuminen tapahtuu helpoimmin, pienin, ehkä tuntemattomin karsinnoin. Jos yksi tämän ehdon täyttävä pintalaji ei voi muodostaa suljettua kuviota, kide rajoittuu kahteen tai kolmeen samaan ehtoon perustuvaan pintalajiin. Näin määritellyt pintalajit ovat todennäköisesti yleensä niitä, joille σ:llä on pienimmät arvot. Mutta erityyppisten sivujen suhteellinen kehitys, vaikka painovoima tai muiden kappaleiden kosketus ei vaikuttaisikaan niihin, ei ole sellainen, että Σσs olisi pienin. Kiteen kasvu rajoittuu lopulta vain yhdenlaisiin sivuihin.

(J. W. GIBBS, 1878)

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.