Βασική διαφορά – Εξαγωνική κλειστή συσκευασία έναντι κυβικής κλειστής συσκευασίας
Οι όροι Εξαγωνική κλειστή συσκευασία (HCP) και κυβική κλειστή συσκευασία (CCP) χρησιμοποιούνται για την ονομασία δύο μορφών διατάξεων στη χημική γεωμετρία. Αυτοί οι όροι εξηγούν τη διάταξη ατόμων, μορίων ή ιόντων σε πλέγματα (κανονικές διατάξεις). Κατά την περιγραφή αυτών των διατάξεων, τα συστατικά από τα οποία κατασκευάζεται το πλέγμα είναι γνωστά ως σφαίρες (άτομα, μόρια ή ιόντα). Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αποτελεσματικότητα της συσκευασίας και να ελαχιστοποιηθούν οι κενοί χώροι στο πλέγμα, οι σφαίρες συσκευάζονται σφιχτά. Αυτές οι διατάξεις είναι γνωστές ως πλησιέστερες δομές ή στενή συσκευασία ίσων σφαιρών. Τα κενά διαστήματα μεταξύ αυτών των σφαιρών είναι γνωστά ως τρύπες. Υπάρχουν τρεις τύποι οπών. τριγωνική οπή, τετραεδρική οπή και οκταεδρική οπή. Μια τριγωνική τρύπα σχηματίζεται ανάμεσα σε τρεις σφαίρες. Το σχήμα αυτής της τρύπας μοιάζει με τρίγωνο. Μια τετραεδρική οπή σχηματίζεται όταν το δεύτερο στρώμα των σφαιρών τοποθετείται στο στρώμα των σφαιρών με τέτοιο τρόπο ώστε η τριγωνική οπή να καλύπτεται από μια σφαίρα. Η οκταεδρική οπή σχηματίζεται όταν το δεύτερο στρώμα σφαιρών τοποθετείται σε ένα στρώμα σφαιρών με τέτοιο τρόπο ώστε η τριγωνική οπή να είναι ακάλυπτη. Το εξαγωνικό κλείσιμο συμβολίζεται ως HCP. Αυτή η διάταξη έχει δύο στρώματα σφαιρών σε μία επαναλαμβανόμενη μονάδα. Η κυβική συσκευασία κλεισίματος συμβολίζεται ως CCP. Έχει τρία στρώματα σφαιρών σε μια επαναλαμβανόμενη μονάδα. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας και της κυβικής κλειστής συσκευασίας είναι ότι, μια μονάδα κυψέλης εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας έχει 6 σφαίρες, ενώ μια μονάδα κυψέλης κυβικής κλειστής συσκευασίας έχει 4 σφαίρες.
Τι είναι η Hexagonal Close Packing;
Το εξαγωνικό κλείσιμο (HCP) είναι μια διάταξη σφαιρών σε ένα πλέγμα. υπάρχουν δύο στρώματα σφαιρών τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο, σχηματίζοντας τετραεδρικές και οκταεδρικές οπές. Αυτό σημαίνει ότι το δεύτερο στρώμα σφαιρών είναι τοποθετημένο με τέτοιο τρόπο ώστε οι τριγωνικές οπές του πρώτου στρώματος να καλύπτονται από τις σφαίρες του δεύτερου στρώματος. Το τρίτο στρώμα σφαιρών μοιάζει με το πρώτο στρώμα και το τέταρτο στρώμα μοιάζει με το δεύτερο στρώμα, επομένως η δομή επαναλαμβάνεται. Επομένως, η επαναλαμβανόμενη μονάδα μιας εξαγωνικής διάταξης στενής συσκευασίας αποτελείται από δύο στρώματα σφαιρών.
Εικόνα 01: Εξαγωνικό κλειστό μοντέλο συσκευασίας
Δεδομένου ότι η ίδια δομή επαναλαμβάνεται μετά από κάθε δύο στρώματα σφαιρών, οι σφαίρες γεμίζουν αποτελεσματικά το 74% του όγκου του πλέγματος. Οι κενές θέσεις είναι περίπου 26%. Κάθε σφαίρα σε αυτή τη διάταξη περιβάλλεται από 12 γειτονικές σφαίρες. Όταν ελήφθησαν υπόψη τα κέντρα αυτών των 13 σφαιρών (μία σφαίρα + 12 γειτονικές σφαίρες), δίνει μια εξαπλευρική πυραμίδα με εξαγωνική βάση. Αυτό οδηγεί στην ονομασία αυτής της δομής ως εξαγωνική διάταξη στενής συσκευασίας. Η εξαγωνική κλειστή διάταξη πλήρωσης έχει μία μεγάλη οκταεδρική οπή ανά σφαίρα που περιβάλλεται από έξι σφαίρες και επίσης, για κάθε σφαίρα, υπάρχουν δύο τετραεδρικές οπές που περιβάλλονται από τέσσερις σφαίρες.
Τι είναι το Cubic Close Packing;
Το κυβικό κλείσιμο (CCP) είναι μια διάταξη σφαιρών σε ένα πλέγμα. υπάρχουν τρία στρώματα σφαιρών τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο, καλύπτοντας όλες τις οκταεδρικές τρύπες με ένα τρίτο στρώμα σφαιρών. Η επαναλαμβανόμενη μονάδα μιας κυβικής κλειστής συσκευασίας περιέχει τρία στρώματα σφαιρών. Η διάταξη της πρώτης στρώσης και της δεύτερης στρώσης είναι παρόμοια με αυτή της εξαγωνικής στενής συσκευασίας. Αλλά το τρίτο στρώμα τοποθετείται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Στοιβάζεται στα κενά του δεύτερου στρώματος σφαιρών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να καλύπτονται όλες οι οκταεδρικές σφαίρες. Επομένως, η κυβική διάταξη στεγανοποίησης έχει μόνο τετραεδρικές οπές.
Εικόνα 02: Σύγκριση μεταξύ HCP και CCP
Το κυβικό κλείσιμο γεμίζει αποτελεσματικά το 74% του όγκου του πλέγματος με σφαίρες και το 26% είναι κενός χώρος. Δεδομένου ότι η επαναλαμβανόμενη μονάδα ενός κυβικού στενού πακέτου έχει τρία στρώματα σφαιρών, το τέταρτο στρώμα σφαιρών μοιάζει με το πρώτο στρώμα και η ίδια δομή επαναλαμβάνεται. Κάθε σφαίρα σε αυτή τη διάταξη περιβάλλεται από 12 γειτονικές σφαίρες. Υπάρχουν τρεις τύποι κυβικών δικτυωμάτων, με βάση τη διάταξη των σφαιρών και των οπών·
- Απλά κυβικά (SC)
- Κυβικό με επίκεντρο πρόσωπο (FCC)
- Σωμοκεντρικά κυβικά (BCC)
Η κυβική διάταξη στενής βηματοδότησης μπορεί να φανεί σε διάταξη FCC (κυβική με επίκεντρο πρόσωπο). Το κελί μονάδας μιας κυβικής διάταξης κλειστής συσκευασίας έχει 4 σφαίρες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας και της κυβικής κλειστής συσκευασίας;
- Τόσο οι όροι Hexagonal Close Packing όσο και Cubic Close Packing περιγράφουν διατάξεις σφαιρών και οπών (κενοί χώροι) σε πλέγματα.
- Τόσο η εξαγωνική κλειστή συσκευασία όσο και η κυβική κλειστή συσκευασία έχουν σφαίρες με 12 γειτονικές σφαίρες.
- Τόσο η εξαγωνική κλειστή συσκευασία όσο και η κυβική κλειστή συσκευασία έχουν το 74% του όγκου του πλέγματος γεμάτο με σφαίρες και το 26% γεμάτο με κενά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας και της κυβικής κλειστής συσκευασίας;
Εξαγωνική κλειστή συσκευασία vs κυβική κλειστή συσκευασία |
|
| Το εξαγωνικό κλείσιμο είναι μια διάταξη σφαιρών σε ένα πλέγμα. υπάρχουν δύο στρώματα σφαιρών τοποθετημένα το ένα πάνω στο άλλο, σχηματίζοντας τετραεδρικές και οκταεδρικές οπές. | Το κυβικό κλείσιμο είναι μια διάταξη σφαιρών σε ένα πλέγμα. υπάρχουν τρία στρώματα σφαιρών τοποθετημένα το ένα στο άλλο, καλύπτοντας όλες τις οκταεδρικές τρύπες με ένα τρίτο στρώμα σφαιρών. |
| Τρύπες | |
| Η εξαγωνική κλειστή συσκευασία έχει τετραεδρικές και οκταεδρικές οπές. | Η κυβική στενή συσκευασία έχει τετραεδρικές οπές, αλλά οι οκταεδρικές οπές καλύπτονται από ένα στρώμα σφαιρών. |
| Κελί μονάδας | |
| Το κελί μονάδας της εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας έχει 6 σφαίρες. | Το κελί μονάδας του κυβικού κλεισίματος έχει 4 σφαίρες. |
| Επαναλαμβανόμενη μονάδα | |
| Η επαναλαμβανόμενη μονάδα εξαγωνικής στενής συσκευασίας έχει δύο στρώματα σφαιρών. | Η επαναλαμβανόμενη μονάδα κυβικού κλεισίματος έχει τρία στρώματα σφαιρών. |
Σύνοψη – Εξαγωνική κλειστή συσκευασία έναντι κυβικής κλειστής συσκευασίας
Η εξαγωνική και η κυβική διάταξη κλειστής συσκευασίας χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη διάταξη των σφαιρών και των οπών στα πλέγματα. Η διαφορά μεταξύ της εξαγωνικής κλειστής συσκευασίας και της κυβικής κλειστής συσκευασίας είναι ότι μια μονάδα κυψέλης εξαγωνικής στενής συσκευασίας έχει 6 σφαίρες ενώ μια μονάδα κυψέλης κυβικής κλειστής συσκευασίας έχει 4 σφαίρες.
