Nøgleforskel – Sekskantet tæt pakning vs kubisk tæt pakning
Begreberne Hexagonal closed packing (HCP) og cubic close packing (CCP) bruges til at nævne to former for arrangementer i kemisk geometri. Disse udtryk forklarer arrangementet af atomer, molekyler eller ioner i gitter (regulære arrangementer). Når disse arrangementer beskrives, er de bestanddele, som gitteret er lavet af, kendt som sfærer (atomer, molekyler eller ioner). For at maksimere effektiviteten af pakningen og for at minimere de tomme pladser i gitteret, er kuglerne tæt pakket. Disse arrangementer er kendt som tættestpakkede strukturer eller tæt pakning af lige store kugler. De tomme mellemrum mellem disse kugler er kendt som huller. Der er tre typer huller; trigon alt hul, tetraedrisk hul og oktaedrisk hul. Et trigon alt hul er dannet mellem tre kugler. Formen af dette hul ligner en trekant. Et tetraedrisk hul dannes, når det andet lag af kugler placeres på kuglelaget på en sådan måde, at det trigonale hul er dækket af en kugle. Det oktaedriske hul dannes, når det andet lag af kugler placeres på et lag af kugler på en sådan måde, at det trigonale hul er afdækket. Den sekskantede tætte pakning betegnes som HCP. Dette arrangement har to lag af kugler i én gentagende enhed. Den kubiske tætte pakning betegnes som CCP. Den har tre lag af kugler i én gentagende enhed. Den vigtigste forskel mellem sekskantet tæt pakning og kubisk tæt pakning er, at en enhedscelle med sekskantet tæt pakning har 6 kugler, mens en enhedscelle med kubisk tæt pakning har 4 kugler.
Hvad er Hexagonal Close Packing?
Hexagonal close packing (HCP) er et arrangement af kugler i et gitter; der er to lag af kugler placeret på hinanden og danner tetraedriske og oktaedriske huller. Dette betyder, at det andet lag af kugler er placeret på en sådan måde, at de trigonale huller i det første lag er dækket af kuglerne i det andet lag. Det tredje lag af kugler ligner det første lag, og det fjerde lag ligner det andet lag, derfor gentages strukturen. Derfor er den gentagende enhed i et sekskantet tæt pakningsarrangement sammensat af to lag af kugler.
Figur 01: Sekskantet tæt pakningsmodel
Da den samme struktur gentages efter hvert andet lag af kugler, fylder kuglerne effektivt 74 % af gitterets rumfang. De tomme pladser er omkring 26%. Hver kugle i dette arrangement er omgivet af 12 tilstødende kugler. Når centrene for disse 13 kugler (en kugle + 12 nabokugler) blev betragtet, giver det en sekssidet pyramide med en sekskantet base. Dette fører til at navngive denne struktur som sekskantet tæt pakningsarrangement. Det sekskantede tætpakningsarrangement har et stort ottekantet hul pr. kugle, der er omgivet af seks kugler, og for hver kugle er der også to tetraedriske huller omgivet af fire kugler.
Hvad er Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) er et arrangement af kugler i et gitter; der er tre lag af kugler placeret på hinanden og dækker alle de oktaedriske huller med et tredje lag kugler. Den gentagende enhed af en kubisk tæt pakning indeholder tre lag af kugler. Arrangementet af det første lag og det andet lag svarer til det for den sekskantede tætte pakning. Men det tredje lag er placeret på en helt anden måde. Det er stablet i hulrummene i det andet lag af kugler. Dette resulterer i at dække alle de oktaedriske sfærer. Derfor har det kubiske tætte pakningsarrangement kun tetraedriske huller.
Figur 02: En sammenligning mellem HCP og CCP
Den kubiske tætte pakning fylder effektivt 74 % af gittervolumenet med kugler, og 26 % er tomt rum. Da den gentagende enhed af en kubisk tæt pakning har tre lag af kugler, ligner det fjerde lag af kugler det første lag, og den samme struktur gentages. Hver kugle i dette arrangement er omgivet af 12 tilstødende kugler. Der er tre typer kubiske gitter, baseret på arrangementet af kugler og huller;
- Simple cubic (SC)
- Face-centred cubic (FCC)
- Kropscentreret kubik (BCC)
Det cubic close pacing arrangement kan ses i FCC (face-centred cubic) arrangement. Enhedscellen i et kubisk tæt pakningsarrangement har 4 kugler.
Hvad er lighederne mellem Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing?
- Både Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing termer beskriver opstilling af kugler og huller (tomme mellemrum) i gitter.
- Både Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing arrangementer har kugler med 12 nabokugler.
- Både Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing arrangementer har 74 % af gittervolumen fyldt med kugler og 26 % fyldt med tomme mellemrum.
Hvad er forskellen mellem Hexagonal Close Packing og Cubic Close Packing?
Hexagonal Close Packing vs Cubic Close Packing |
|
| Sekskantet tæt pakning er et arrangement af kugler i et gitter; der er to lag af kugler placeret på hinanden og danner tetraedriske og oktaedriske huller. | Kubisk tæt pakning er et arrangement af kugler i et gitter; der er tre lag kugler placeret på hinanden og dækker alle de oktaedriske huller med et tredje lag kugler. |
| Huller | |
| Sekskantet tæt pakning har tetraedriske og oktaedriske huller. | Kubisk tæt pakning har tetraedriske huller, men de oktaedriske huller er dækket af et lag af kugler. |
| Unit Cell | |
| Enhedscellen med sekskantet tæt pakning har 6 kugler. | Enhedscellen i kubisk tæt pakning har 4 kugler. |
| Gentagende enhed | |
| Den gentagende enhed af sekskantet tæt pakning har to lag kugler. | Den gentagende enhed af kubisk tæt pakning har tre lag af kugler. |
Opsummering – Sekskantet tæt pakning vs kubisk tæt pakning
Det sekskantede og kubiske tætpakningsarrangement bruges til at beskrive arrangementet af kugler og huller i gitter. Forskellen mellem sekskantet tæt pakning og kubisk tæt pakning er, at en enhedscelle med sekskantet tæt pakning har 6 kugler, mens en enhedscelle med kubisk tæt pakning har 4 kugler.
