Kľúčový rozdiel – šesťhranné uzavreté balenie vs kubické uzavreté balenie
Pojmy Hexagonal closed packing (HCP) a cubic close packing (CCP) sa používajú na pomenovanie dvoch foriem usporiadania v chemickej geometrii. Tieto pojmy vysvetľujú usporiadanie atómov, molekúl alebo iónov v mriežkach (pravidelné usporiadanie). Pri popise týchto usporiadaní sú zložky, z ktorých je vytvorená mriežka, známe ako gule (atómy, molekuly alebo ióny). Aby sa maximalizovala efektivita balenia a minimalizovali sa prázdne miesta v mriežke, sú gule pevne zabalené. Tieto usporiadania sú známe ako najbližšie zbalené štruktúry alebo tesné zbalenie rovnakých guľôčok. Prázdne priestory medzi týmito guľami sú známe ako diery. Existujú tri typy otvorov; trigonálny otvor, tetraedrický otvor a oktaedrický otvor. Medzi tromi guľami je vytvorená trojuholníková diera. Tvar tohto otvoru pripomína trojuholník. Štvorstenový otvor sa vytvorí, keď sa druhá vrstva gúľ umiestni na vrstvu gúľ tak, že trojuholníkový otvor je zakrytý guľou. Osemstenná diera sa vytvorí, keď sa druhá vrstva guľôčok položí na vrstvu gúľ tak, že trigonálna diera je odkrytá. Šesťhranné uzavreté tesnenie sa označuje ako HCP. Toto usporiadanie má dve vrstvy gúľ v jednej opakujúcej sa jednotke. Cubic close packing je označený ako CCP. Má tri vrstvy gúľ v jednej opakujúcej sa jednotke. Kľúčový rozdiel medzi šesťhranným uzavretým balením a kubickým uzavretým balením je v tom, že jednotková bunka šesťuholníkového uzavretého balenia má 6 gúľ, zatiaľ čo jednotková bunka kubického uzavretého balenia má 4 gule.
Čo je šesťhranné uzavreté balenie?
Hexagonal close packing (HCP) je usporiadanie gúľ v mriežke; existujú dve vrstvy gúľ umiestnené jedna na druhej, ktoré tvoria štvorstenné a osemstenné otvory. To znamená, že druhá vrstva gúľ je umiestnená tak, že trigonálne otvory prvej vrstvy sú prekryté guľami druhej vrstvy. Tretia vrstva guľôčok sa podobá prvej vrstve a štvrtá vrstva sa podobá druhej vrstve, takže štruktúra sa opakuje. Opakujúca sa jednotka šesťuholníkového tesnenia je preto zložená z dvoch vrstiev guľôčok.
Obrázok 01: Šesťhranný model uzavretého balenia
Keďže rovnaká štruktúra sa opakuje po každých dvoch vrstvách gúľ, gule efektívne zaplnia 74 % objemu mriežky. Prázdne miesta sú okolo 26%. Každá guľa v tomto usporiadaní je obklopená 12 susednými guľami. Keď vezmeme do úvahy stredy týchto 13 gúľ (jedna guľa + 12 susedných gúľ), dostaneme šesťhrannú pyramídu so šesťhrannou základňou. To vedie k pomenovaniu tejto štruktúry ako šesťuholníkové tesnenie. Šesťhranné tesné usporiadanie má jednu veľkú oktaedrickú dieru na guľu, ktorá je obklopená šiestimi guľami, a pre každú guľu sú tiež dva štvorstenové otvory obklopené štyrmi guľami.
Čo je Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) je usporiadanie gúľ v mriežke; sú tu tri vrstvy gúľ umiestnené jedna na druhej, pokrývajúce všetky oktaedrické otvory treťou vrstvou gúľ. Opakujúca sa jednotka kubického uzavretého obalu obsahuje tri vrstvy guľôčok. Usporiadanie prvej vrstvy a druhej vrstvy je podobné usporiadaniu šesťuholníkového tesnenia. Ale tretia vrstva je umiestnená úplne iným spôsobom. Je naskladaný v dutinách druhej vrstvy gúľ. Výsledkom je pokrytie všetkých oktaedrických sfér. Preto má kubický uzavretý obal iba štvorstenné otvory.
Obrázok 02: Porovnanie medzi HCP a CCP
Kocický uzavretý obal efektívne vyplní 74 % objemu mriežky guľami a 26 % tvorí prázdny priestor. Pretože opakujúca sa jednotka kubického uzavretého obalu má tri vrstvy gúľ, štvrtá vrstva gúľ sa podobá prvej vrstve a rovnaká štruktúra sa opakuje. Každá guľa v tomto usporiadaní je obklopená 12 susednými guľami. Existujú tri typy kubických mriežok, založené na usporiadaní gúľ a otvorov;
- Jednoduchý kubický (SC)
- Face-centred cubic (FCC)
- Kubica zameraná na telo (BCC)
Usporiadanie kubického blízkeho chodu je možné vidieť v usporiadaní FCC (face-centred cubic). Jednotková bunka kubického uzavretého usporiadania má 4 gule.
Aké sú podobnosti medzi šesťhranným uzavretým balením a kubickým uzavretým balením?
- Pojmy Hexagonal Close Packing a Cubic Close Packaging popisujú usporiadanie gúľ a otvorov (prázdnych priestorov) v mriežkach.
- Šesťuholníkové uzavreté balenie aj kubické uzavreté balenie majú gule s 12 susednými guľami.
- Šesťhranné uzavreté balenie aj kubické uzavreté balenie majú 74 % objemu mriežky vyplnených guľami a 26 % vyplnených prázdnymi priestormi.
Aký je rozdiel medzi šesťhranným uzavretým balením a kubickým uzavretým balením?
Šesťhranné uzavreté balenie vs kubické uzavreté balenie |
|
| Šesťhranné tesnenie je usporiadanie gúľ v mriežke; existujú dve vrstvy gúľ umiestnené jedna na druhej, ktoré tvoria štvorstenné a osemstenné otvory. | Kubic close packing je usporiadanie gúľ v mriežke; sú tam tri vrstvy gúľ umiestnené jedna na druhej, pokrývajúce všetky oktaedrické otvory treťou vrstvou gúľ. |
| Diery | |
| Šesťhranné tesnenie má štvorstenné a osemstenné otvory. | Kockový tesný obal má štvorstenné otvory, ale osemstenové otvory sú pokryté vrstvou gúľ. |
| Jednotková bunka | |
| Jednotková bunka šesťhranného uzavretého obalu má 6 gúľ. | Jednotková bunka kubického uzavretého balenia má 4 gule. |
| Opakujúca sa jednotka | |
| Opakujúca sa jednotka šesťuholníkového tesnenia má dve vrstvy gúľ. | Opakujúca sa jednotka kubického uzavretého balenia má tri vrstvy gúľ. |
Summary – Hexagonal Close Packing vs Cubic Close Packing
Šesťhranné a kubické tesne uzavreté usporiadanie sa používa na opis usporiadania gúľ a otvorov v mriežkach. Rozdiel medzi šesťhranným uzavretým balením a kubickým uzavretým balením je v tom, že jednotková bunka šesťuholníkového uzavretého balenia má 6 gúľ, zatiaľ čo jednotková bunka kubického uzavretého balenia má 4 gule.
