Nøkkelforskjell – Sekskantet tett pakking vs kubisk tett pakking
Begrepene Hexagonal closed packing (HCP) og cubic close packing (CCP) brukes for å nevne to former for arrangementer i kjemisk geometri. Disse begrepene forklarer arrangementet av atomer, molekyler eller ioner i gitter (vanlige arrangementer). Når man beskriver disse arrangementene, er komponentene som gitteret er laget av kjent som kuler (atomer, molekyler eller ioner). For å maksimere effektiviteten av pakking og for å minimere de tomme plassene i gitteret, er kulene tettpakket. Disse arrangementene er kjent som tettestpakkede strukturer eller tett pakking av like kuler. De tomme områdene mellom disse kulene er kjent som hull. Det finnes tre typer hull; trigon alt hull, tetraedrisk hull og oktaedrisk hull. Et trigon alt hull dannes mellom tre kuler. Formen på dette hullet ligner en trekant. Et tetraedrisk hull dannes når det andre laget med kuler plasseres på kulelaget på en slik måte at det trigonale hullet dekkes av en kule. Det oktaedriske hullet dannes når det andre laget med kuler plasseres på et kulelag på en slik måte at det trigonale hullet avdekkes. Den sekskantede tette pakningen er betegnet som HCP. Dette arrangementet har to lag med kuler i en repeterende enhet. Den kubiske tette pakningen er betegnet som CCP. Den har tre lag med kuler i en repeterende enhet. Hovedforskjellen mellom sekskantet tett pakking og kubisk tett pakking er at en enhetscelle med sekskantet tett pakking har 6 sfærer, mens en enhetscelle med kubisk tett pakking har 4 sfærer.
Hva er Hexagonal Close Packing?
Hexagonal close packing (HCP) er et arrangement av kuler i et gitter; det er to lag med kuler plassert på hverandre, og danner tetraedriske og oktaedriske hull. Dette betyr at det andre laget med kuler er plassert på en slik måte at de trigonale hullene i det første laget er dekket av kulene til det andre laget. Det tredje laget med kuler ligner det første laget, og det fjerde laget ligner det andre laget, og strukturen gjentas derfor. Derfor er den repeterende enheten til et sekskantet tett pakningsarrangement sammensatt av to lag med kuler.
Figur 01: Sekskantet lukket pakningsmodell
Siden den samme strukturen gjentas etter hvert annet lag med kuler, fyller kulene effektivt opp 74 % av volumet til gitteret. De tomme plassene er rundt 26 %. Hver kule i dette arrangementet er omgitt av 12 nabosfærer. Når sentrene til disse 13 kulene (en kule + 12 nabokuler) ble vurdert, gir det en sekssidig pyramide med en sekskantet base. Dette fører til å navngi denne strukturen som sekskantet tett pakningsarrangement. Det sekskantede tette pakningsarrangementet har ett stort oktaedrisk hull per kule som er omgitt av seks kuler, og for hver kule er det også to tetraedriske hull omgitt av fire kuler.
Hva er Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) er et arrangement av kuler i et gitter; det er tre lag med kuler plassert på hverandre, og dekker alle de oktaedriske hullene med et tredje lag med kuler. Den repeterende enheten til en kubisk tett pakking inneholder tre lag med kuler. Arrangementet av det første laget og det andre laget er likt det for den sekskantede tette pakningen. Men det tredje laget er plassert på en helt annen måte. Den er stablet i hulrommene i det andre laget med kuler. Dette resulterer i å dekke alle de oktaedriske kulene. Derfor har den kubiske tette pakningen bare tetraedriske hull.
Figur 02: En sammenligning mellom HCP og CCP
Den kubiske tette pakningen fyller effektivt opp 74 % av gittervolumet med kuler og 26 % er tom plass. Siden den repeterende enheten til en kubisk tett pakking har tre lag med kuler, ligner det fjerde kulelaget det første laget og den samme strukturen gjentar seg. Hver kule i dette arrangementet er omgitt av 12 nabosfærer. Det er tre typer kubiske gitter, basert på arrangementet av kuler og hull;
- Simple cubic (SC)
- Ansiktssentrert kubikk (FCC)
- Kroppssentrert kubikk (BCC)
Den cubic close pacing-arrangementet kan sees i FCC-arrangementet (face-centred cubic). Enhetscellen til et kubisk tett pakningsarrangement har 4 kuler.
Hva er likhetene mellom sekskantet tett pakking og kubisk tett pakking?
- Både Heksagonal Close Packing og Cubic Close Packing termer beskriver oppstilling av kuler og hull (tomme mellomrom) i gitter.
- Både Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing-arrangementer har kuler med 12 nabosfærer.
- Både sekskantet lukket pakking og kubisk lukket pakking har 74 % av gittervolumet fylt med kuler og 26 % fylt med tomme mellomrom.
Hva er forskjellen mellom sekskantet tett pakking og kubisk tett pakking?
Hexagonal Close Packing vs Cubic Close Packing |
|
| Heksagonal tett pakking er et arrangement av kuler i et gitter; det er to lag med kuler plassert på hverandre, og danner tetraedriske og oktaedriske hull. | Kubisk tett pakking er et arrangement av kuler i et gitter; det er tre lag med kuler plassert på hverandre, og dekker alle de oktaedriske hullene med et tredje lag med kuler. |
| Hull | |
| Sekskantet tett pakning har tetraedriske og oktaedriske hull. | Kubisk tett pakning har tetraedriske hull, men de oktaedriske hullene er dekket av et lag med kuler. |
| Unit Cell | |
| Enhetscellen med sekskantet tett pakking har 6 kuler. | Enhetscellen i kubisk tett pakking har 4 kuler. |
| Repeterende enhet | |
| Den repeterende enheten med sekskantet tett pakking har to lag med kuler. | Den repeterende enheten for kubisk tett pakking har tre lag med kuler. |
Sammendrag – Sekskantet tett pakking vs kubikk tett pakking
Det sekskantede og kubiske tette pakningsarrangementet brukes til å beskrive arrangementet av kuler og hull i gitter. Forskjellen mellom sekskantet tett pakking og kubisk tett pakking er at en enhetscelle med sekskantet tett pakking har 6 sfærer, mens en enhetscelle med kubisk tett pakking har 4 sfærer.
