Diferența cheie – Ambalare închisă hexagonală vs Ambalare închisă cubică
Termenii împachetare închisă hexagonală (HCP) și împachetare închisă cubică (CCP) sunt folosiți pentru a denumi două forme de aranjamente în geometria chimică. Acești termeni explică aranjarea atomilor, moleculelor sau ionilor în rețele (aranjamente regulate). Când descriem aceste aranjamente, constituenții din care este alcătuită rețeaua sunt cunoscuți ca sfere (atomi, molecule sau ioni). Pentru a maximiza eficiența ambalării și pentru a minimiza spațiile goale din zăbrele, sferele sunt strâns împachetate. Aceste aranjamente sunt cunoscute sub denumirea de structuri cu cel mai apropiat împachetare sau împachetare apropiată de sfere egale. Spațiile goale dintre aceste sfere sunt cunoscute sub numele de găuri. Există trei tipuri de găuri; gaura trigonala, gaura tetraedrica si gaura octaedrica. Între trei sfere se formează o gaură trigonală. Forma acestei găuri seamănă cu un triunghi. O gaură tetraedrică se formează atunci când al doilea strat de sfere este plasat pe stratul de sfere în așa fel încât gaura trigonală să fie acoperită de o sferă. Orificiul octaedric se formează atunci când al doilea strat de sfere este plasat pe un strat de sfere în așa fel încât orificiul trigonal să fie descoperit. Închiderea hexagonală este denumită HCP. Acest aranjament are două straturi de sfere într-o unitate care se repetă. Ambalarea cubică apropiată este desemnată ca CCP. Are trei straturi de sfere într-o unitate care se repetă. Diferența cheie dintre împachetarea închisă hexagonală și împachetarea apropiată cubică este că, o celulă unitară de împachetare apropiată hexagonală are 6 sfere, în timp ce o celulă unitară de împachetare apropiată cubică are 4 sfere.
Ce este ambalarea închisă hexagonală?
Embalajul închis hexagonal (HCP) este un aranjament de sfere într-o zăbrele; sunt două straturi de sfere așezate una pe alta, formând găuri tetraedrice și octaedrice. Aceasta înseamnă că al doilea strat de sfere este plasat astfel încât găurile trigonale ale primului strat să fie acoperite de sferele celui de-al doilea strat. Al treilea strat de sfere seamănă cu primul strat, iar al patrulea strat seamănă cu al doilea strat, prin urmare, structura se repetă. Prin urmare, unitatea care se repetă a unui aranjament de împachetare strâns hexagonal este compusă din două straturi de sfere.
Figura 01: Modelul de ambalare închis hexagonal
Deoarece aceeași structură se repetă după fiecare două straturi de sfere, sferele umplu eficient 74% din volumul rețelei. Spațiile goale sunt în jur de 26%. Fiecare sferă din acest aranjament este înconjurată de 12 sfere învecinate. Când au fost luate în considerare centrele acestor 13 sfere (o sferă + 12 sfere învecinate), rezultă o piramidă cu șase laturi cu o bază hexagonală. Acest lucru duce la denumirea acestei structuri ca aranjament de ambalare apropiată hexagonală. Aranjamentul de împachetare închisă hexagonală are câte o gaură octaedrică mare pe sferă, care este înconjurată de șase sfere și, de asemenea, pentru fiecare sferă, există două găuri tetraedrice înconjurate de patru sfere.
Ce este Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) este un aranjament de sfere într-o zăbrele; sunt trei straturi de sfere așezate una pe alta, acoperind toate găurile octaedrice cu un al treilea strat de sfere. Unitatea care se repetă a unui ambalaj cubic apropiat conține trei straturi de sfere. Dispunerea primului strat și a celui de-al doilea strat este similară cu cea a garniturii hexagonale apropiate. Dar al treilea strat este plasat într-un mod complet diferit. Este stivuit în golurile celui de-al doilea strat de sfere. Aceasta are ca rezultat acoperirea tuturor sferelor octaedrice. Prin urmare, aranjamentul cubic de închidere are doar găuri tetraedrice.
Figura 02: O comparație între HCP și CCP
Ambalajul cubic apropiat umple eficient 74% din volumul rețelei cu sfere, iar 26% este spațiu gol. Deoarece unitatea repetată a unei împachetari cubice apropiate are trei straturi de sfere, al patrulea strat de sfere seamănă cu primul strat și aceeași structură se repetă. Fiecare sferă din acest aranjament este înconjurată de 12 sfere învecinate. Există trei tipuri de rețele cubice, bazate pe aranjarea sferelor și a găurilor;
- Cubic simplu (SC)
- cubic centrat pe față (FCC)
- cubic centrat pe corp (BCC)
Aranjamentul cubic de ritm apropiat poate fi văzut în aranjamentul FCC (cubic centrat pe față). Celula unitară a unui aranjament de împachetare cubică are 4 sfere.
Care sunt asemănările dintre împachetarea închisă hexagonală și împachetarea cubică aproape?
- Atât termenii de împachetare închidere hexagonală, cât și de împachetare cubică de închidere descriu aranjamentele sferelor și găurilor (spații goale) în zăbrele.
- Atât ambalajele Hexagonal Close, cât și cele cubic Close au sfere având 12 sfere învecinate.
- Atât ambalajele Hexagonal Close, cât și Cubic Close au 74% din volumul rețelei umplut cu sfere și 26% cu spații goale.
Care este diferența dintre împachetarea închisă hexagonală și împachetarea închisă cubică?
Ambalare închisă hexagonală vs. Ambalare închisă cubică |
|
| Închiderea hexagonală este un aranjament de sfere într-o zăbrele; există două straturi de sfere așezate unul pe celăl alt, formând găuri tetraedrice și octaedrice. | Cubic close packing este un aranjament de sfere într-o zăbrele; sunt trei straturi de sfere așezate unul pe celăl alt, acoperind toate găurile octaedrice cu un al treilea strat de sfere. |
| găuri | |
| Pachetul închis hexagonal are găuri tetraedrice și octaedrice. | Ambalajul cubic apropiat are găuri tetraedrice, dar găurile octaedrice sunt acoperite de un strat de sfere. |
| Celulă unitate | |
| Celula unitară a împachetării apropiate hexagonale are 6 sfere. | Celula unitară a împachetarii cubice apropiate are 4 sfere. |
| Unitate de repetare | |
| Unitatea care se repetă a împachetarii hexagonale are două straturi de sfere. | Unitatea repetată a împachetarii cubice apropiate are trei straturi de sfere. |
Rezumat – Ambalare închidere hexagonală vs. Ambalare închidere cubică
Aranjamentul hexagonal și cubic de împachetare sunt folosite pentru a descrie aranjamentul sferelor și găurilor în zăbrele. Diferența dintre împachetarea apropiată hexagonală și împachetarea apropiată cubică este că o celulă unitară de împachetare închisă hexagonală are 6 sfere, în timp ce o celulă unitară de împachetare apropiată cubică are 4 sfere.
