Diversitatea uimitoare a fulgilor de zăpadă dă naștere ideii că fiecare dintre ele este unic. Deși „niciun fel de doi fulgi deopotrivă” ar putea fi o metaforă atrăgătoare, nu este în întregime adevărat. Cu toate acestea, acest lucru nu ne împiedică să privim la structurile cristaline complexe prinse pe mâinile noastre. De asemenea, nu împiedică cercetătorii să catalogheze cu atenție fiecare tip de cristal care s-ar putea forma.
Mulțumită muncii lor, profesorul de chimie Andy Brunning, care păstrează blogul de grafică și chimie Interesul compus, a creat o grafică fascinantă care arată 39 de tipuri de precipitații solide, inclusiv 35 care sunt cristale de zăpadă sau fulgi. Celelalte forme de precipitații ilustrate includ somnul, gheața, o piatră de grindină și o particulă de hidrometeor înghețat.
Dobândă compusă (CC BY 4.0) Brunning scrie:
V-ar putea să vă întrebați care au formele fulgilor de zăpadă cu chimia. De fapt, studiul structurilor cristaline ale solidelor are propria sa disciplină, cristalografia, care ne permite să determinăm aranjarea atomilor în aceste solide. Cristalografia funcționează trecând razele X prin probă, care sunt apoi difractate pe măsură ce trec de atomii conținuți în acesta. Analiza modelului de difracție permite să se discerne structura solidului; această tehnică a fost folosită de Rosalind Franklin pentru a fotografia aranjamentul cu dublu elix al ADN-ului înainte de confirmarea Watson & Crick a structurii sale.
Eforturile anterioare au venit cu câteva numere diferite pentru categoriile totale de precipitații solide. Noua grafică se bazează pe lucrările unor cercetători cu sediul în Japonia. Cele 39 de categorii pot fi în continuare divizate în 121 de subtipuri, susține Susannah Locke pentru Vox. Și toate pot fi împărțite în opt grupuri mai largi:
- Cristale de coloană
- Cristale cu avion
- Combinație de coloane și cristale plane
- Agregarea cristalelor de zăpadă
- Cristale de zăpadă înrădăcinate
- Germeni de cristale de gheață
- Particule neregulare de zăpadă
- Alte precipitații solide.
Kenneth Libbrecht, fizician la Caltech, scrie despre formarea cristalelor de zăpadă pe site-ul său:
Povestea începe într-un nor, când o picătură de cloud minute îngheață pentru prima dată într-o particulă minusculă de gheață. Pe măsură ce vaporii de apă încep să se condenseze pe suprafața sa, particulele de gheață se dezvoltă rapid fațete, devenind astfel o mică prismă hexagonală. Un timp păstrează această formă simplă fațetată pe măsură ce crește.
Pe măsură ce cristalul devine mai mare, ramurile încep să răsară din cele șase colțuri ale hexagonului (aceasta este a treia etapă din diagrama din dreapta). Întrucât condițiile atmosferice (de exemplu, temperatura și umiditatea) sunt aproape constante pe micul cristal, cele șase brațe în devenire cresc în același ritm.
În timp ce crește, cristalul este suflat în sus și înapoi în nori, astfel încât temperatura pe care o vede se schimbă la întâmplare cu timpul.
Aceste temperaturi schimbă brațele în diferite forme și ne oferă fulgi de zăpadă și cristale pe care le vedem. Deoarece toate brațele suportă aceleași fluctuații, acestea pot crește simetric. În realitate, majoritatea cristalelor de zăpadă sunt neregulate, scrie el.
De ce să petreci tot acest timp clasificând fulgii de zăpadă? După cum explică Libbrecht, acesta este într-adevăr studiul modului în care se formează cristalele. Și această cunoaștere poate fi aplicată creării de cristale pentru o serie de alte aplicații - siliciu și alte semiconductoare din computere și electronice sunt construite din cristale, de exemplu.
În plus, sunt uimitoare.
