第2章 核生成と成長理論

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成長あるいは溶解に関して平衡状態にあるときの結晶の分子状態に関する次の見解は、他のものと同様にありそうなことだ。 完全結晶の角や端にある分子は、辺の中央にある分子よりもその場所にしっかりと固定されていないので、理論的平衡の条件が満たされたとき、結晶の各辺の分子の最外層のいくつかは端に向かって不完全であると仮定することができる。 これらの不完全な層の境界は、個々の分子が結晶に付着したり、剥離したりすることによって変動すると思われるが、(かなりの大きさのどの面でも)層が完全に除去されることはなく、個々の分子の運動の不規則性だけによって再び復元されると思われる。 単分子や小さな分子群が結晶の側面に付着することはありますが、すぐに外れてしまいますし、表面の中央から分子が飛び出しても、その欠落はすぐに改善されます。また、これらの現象は、前述のように表面が多少落ちている端の部分を除いて、表面の全体的な平滑性に大きな影響を与えるほど頻繁に起こるわけではありません。 さて、結晶のどの面でも、新しい層が形成されない限り、成長を続けることは不可能である。 新しい層の形成が困難なのは、形成の開始時またはその付近であるから、必要な電位の値は、側面が非常に小さい場合を除いて、側面の面積とは無関係である可能性がある。 しかし、結晶の成長に必要な電位の値は、表面の種類によって異なり、おそらく一般にσが最も小さい表面で最大となる。

全体として、溶媒と平衡状態にある非常に小さな結晶の形は、主に…決定されるというのはありえないことではないようだ。 は、重力や他の物体との接触によって変化する場合を除き、結晶の体積を最小にするという条件によって決まるが、(全く成長させないために必要以上に過飽和にならない溶媒中で)大きくなると、異なる表面への新しい物質の沈着は、表面の性質(向き)によってより決まり、表面の大きさや周囲の表面との関係によってより小さくなるであろう。 その結果、大きな結晶は、一般に、新しい物質の堆積が最も起こりにくいこれらの表面だけによって囲まれることになり、小さな、おそらくは感知できないほどの切り捨てが生じる。 この条件を満たす1種類の面で閉じた図形を形成できない場合、結晶は同じ条件によって決まる2種類または3種類の面で囲まれることになる。 このようにして決定される面の種類は、一般にσの値が最も小さくなるものであろう。 しかし、重力や他の物体との接触によって変化しないとしても、異なる種類の面の相対的な発達は、Σσを最小にするようなことはないだろう。 結晶の成長は最終的に単一種類の側面に限定されることになる。

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