CHAPTER 2 – Nucleation and Growth Theory

, Author

De volgende opvatting van de moleculaire toestand van een kristal wanneer het in evenwicht is met betrekking tot groei of ontbinding lijkt even waarschijnlijk als elke andere. Aangezien de moleculen op de hoeken en aan de randen van een perfect kristal minder stevig op hun plaats zouden worden gehouden dan die in het midden van een zijde, mogen we veronderstellen dat wanneer aan de voorwaarde van theoretisch evenwicht is voldaan, verscheidene van de buitenste lagen moleculen aan elke zijde van het kristal onvolledig zijn in de richting van de randen. De grenzen van deze onvolmaakte lagen fluctueren waarschijnlijk, naarmate individuele moleculen zich aan het kristal hechten of zich losmaken, maar niet zo dat een laag volledig wordt verwijderd (aan elke kant van aanzienlijke omvang), om weer te worden hersteld door eenvoudigweg de onregelmatigheden van de bewegingen van de individuele moleculen. Enkele moleculen of kleine groepen moleculen kunnen zich inderdaad aan de zijkant van het kristal hechten, maar zij zullen snel worden losgemaakt, en als er moleculen uit het midden van een oppervlak worden geslingerd, zullen deze tekortkomingen ook snel worden verholpen; noch zal de frequentie van deze voorvallen zodanig zijn dat zij de algemene gladheid van de oppervlakken sterk beïnvloeden, behalve in de buurt van de randen waar de oppervlakken enigszins afvallen, zoals eerder beschreven. Nu is een voortdurende groei aan een zijde van een kristal onmogelijk, tenzij nieuwe lagen kunnen worden gevormd. … Aangezien de moeilijkheid in de vorming van een nieuwe laag bij of dichtbij het begin van de vorming is, kan de noodzakelijke waarde van potentieel onafhankelijk van het gebied van de kant zijn, behalve, wanneer de kant zeer klein is. De waarde van potentieel die voor de groei van het kristal noodzakelijk is zal nochtans voor verschillende soorten oppervlakten verschillend zijn, en zal waarschijnlijk over het algemeen voor de oppervlakten het grootst zijn waarvoor σ het kleinst is.

Over het geheel genomen lijkt het niet onwaarschijnlijk dat de vorm van zeer minuscule kristallen in evenwicht met oplosmiddelen hoofdzakelijk wordt bepaald … door de voorwaarden dat σ een minimum zal zijn voor het volume van het kristal, behalve voor zover de zaak wordt gewijzigd door de zwaartekracht of het contact van andere lichamen, maar naarmate ze groter worden (in een oplosmiddel dat niet meer oververzadigd is dan nodig is om ze überhaupt te laten groeien), zal de afzetting van nieuwe materie op de verschillende oppervlakken meer bepaald worden door de aard (oriëntatie) van de oppervlakken en minder door hun grootte en relaties tot de omringende oppervlakken. Als eindresultaat zal een groot kristal, aldus gevormd, in het algemeen worden begrensd door die oppervlakken alleen waarop de afzetting van nieuwe materie het gemakkelijkst plaatsvindt, met kleine, misschien ongevoelige afknotingen. Indien één soort oppervlakten die aan deze voorwaarde voldoen, geen gesloten figuur kan vormen, zal het kristal worden begrensd door twee of drie soorten oppervlakten die door dezelfde voorwaarde worden bepaald. De aldus bepaalde soorten oppervlakken zullen waarschijnlijk in het algemeen die zijn waarvoor σ de minste waarden heeft. Maar de relatieve ontwikkeling van de verschillende soorten zijden zal, zelfs indien zij niet door de zwaartekracht of het contact van andere lichamen worden beïnvloed, niet van dien aard zijn dat Σσs een minimum wordt. De groei van het kristal zal uiteindelijk beperkt blijven tot zijden van één soort.

(J. W. GIBBS, 1878)

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.