Nyckelskillnad – Hexagonal tät packning vs kubisk tät packning
Termen Hexagonal closed packing (HCP) och cubic close packing (CCP) används för att nämna två former av arrangemang i kemisk geometri. Dessa termer förklarar arrangemanget av atomer, molekyler eller joner i gitter (regelbundna arrangemang). När man beskriver dessa arrangemang är de beståndsdelar som gittret är gjorda av kända som sfärer (atomer, molekyler eller joner). För att maximera packningseffektiviteten och för att minimera de tomma utrymmena i gallret är sfärerna tätt packade. Dessa arrangemang är kända som närmast packade strukturer eller tät packning av lika sfärer. De tomma utrymmena mellan dessa sfärer kallas hål. Det finns tre typer av hål; trigon alt hål, tetraedriskt hål och oktaedriskt hål. Ett trigon alt hål bildas mellan tre sfärer. Formen på detta hål liknar en triangel. Ett tetraedriskt hål bildas när det andra lagret av sfärer placeras på lagret av sfärer på ett sådant sätt att det trigonala hålet täcks av en sfär. Det oktaedriska hålet bildas när det andra lagret av sfärer placeras på ett lager av sfärer på ett sådant sätt att det trigonala hålet avtäcks. Den hexagonala täta packningen betecknas som HCP. Detta arrangemang har två lager av sfärer i en upprepande enhet. Den kubiska täta packningen betecknas som CCP. Den har tre lager av sfärer i en upprepande enhet. Den viktigaste skillnaden mellan sexkantig tätpackning och kubisk tätpackning är att en enhetscell med sexkantig tätpackning har 6 sfärer medan en enhetscell med kubisk tätpackning har 4 sfärer.
Vad är Hexagonal Close Packing?
Hexagonal close packing (HCP) är ett arrangemang av sfärer i ett galler; det finns två lager av sfärer placerade på varandra och bildar tetraedriska och oktaedriska hål. Detta innebär att det andra lagret av sfärer är placerat på ett sådant sätt att de trigonala hålen i det första lagret täcks av sfärerna i det andra lagret. Det tredje lagret av sfärer liknar det första lagret och det fjärde lagret liknar det andra lagret, därför upprepas strukturen. Därför är den repeterande enheten i ett hexagon alt tätpackningsarrangemang sammansatt av två lager av sfärer.
Figur 01: Hexagonal Close Packing Model
Eftersom samma struktur upprepas efter vartannat lager av sfärer, fyller sfärerna effektivt upp 74 % av gallrets volym. De tomma utrymmena är cirka 26%. Varje sfär i detta arrangemang är omgiven av 12 angränsande sfärer. När centran för dessa 13 sfärer (en sfär + 12 närliggande sfärer) beaktades, ger det en sexsidig pyramid med en sexkantig bas. Detta leder till att denna struktur benämns sexkantigt tätpackningsarrangemang. Det sexkantiga täta packningsarrangemanget har ett stort oktaedriskt hål per sfär som är omgivet av sex sfärer, och även, för varje sfär, finns det två tetraedriska hål omgivna av fyra sfärer.
Vad är Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) är ett arrangemang av sfärer i ett galler; det finns tre lager av sfärer placerade på varandra och täcker alla de oktaedriska hålen med ett tredje lager av sfärer. Den repeterande enheten i en kubisk tät packning innehåller tre lager av sfärer. Arrangemanget av det första skiktet och det andra skiktet liknar det för den hexagonala täta packningen. Men det tredje lagret är placerat på ett helt annat sätt. Den är staplad i tomrummen i det andra lagret av sfärer. Detta resulterar i att alla oktaedriska sfärer täcks. Därför har det kubiskt täta packningsarrangemanget endast tetraedriska hål.
Figur 02: En jämförelse mellan HCP och CCP
Den kubiska täta packningen fyller effektivt upp 74 % av gallervolymen med sfärer och 26 % är tomt utrymme. Eftersom den upprepande enheten i en kubisk tät packning har tre lager av sfärer, liknar det fjärde lagret av sfärer det första lagret och samma struktur upprepas. Varje sfär i detta arrangemang är omgiven av 12 angränsande sfärer. Det finns tre typer av kubiska gitter, baserade på arrangemanget av sfärer och hål;
- Simple cubic (SC)
- Ansiktscentrerad kubik (FCC)
- Kroppscentrerad kubik (BCC)
Cubic close pacing-arrangemanget kan ses i FCC-arrangemang (face-centred cubic). Enhetscellen i ett kubiskt tätt packningsarrangemang har 4 sfärer.
Vilka är likheterna mellan Hexagonal Close Packing och Cubic Close Packing?
- Både Hexagonal Close Packing och Cubic Close Packing-termer beskriver arrangemang av sfärer och hål (tomma utrymmen) i galler.
- Både Hexagonal Close Packing och Cubic Close Packing har sfärer med 12 närliggande sfärer.
- Både Hexagonal Close Packing och Cubic Close Packing har 74 % av gittervolymen fylld med sfärer och 26 % fylld med tomma utrymmen.
Vad är skillnaden mellan Hexagonal Close Packing och Cubic Close Packing?
Hexagonal Close Packing vs Cubic Close Packing |
|
| Hexagonal tät packning är ett arrangemang av sfärer i ett galler; det finns två lager av sfärer placerade på varandra och bildar tetraedriska och oktaedriska hål. | Kubisk tät packning är ett arrangemang av sfärer i ett galler; det finns tre lager av sfärer placerade på varandra och täcker alla de oktaedriska hålen med ett tredje lager av sfärer. |
| Hål | |
| Hexagonal tät packning har tetraedriska och oktaedriska hål. | Kubisk tät packning har tetraedriska hål, men de oktaedriska hålen är täckta av ett lager av sfärer. |
| Unit Cell | |
| Enhetscellen för sexkantig tätpackning har 6 sfärer. | Enhetscellen för kubisk tätpackning har 4 sfärer. |
| Repeterande enhet | |
| Den återkommande enheten för sexkantig tätpackning har två lager av sfärer. | Den återkommande enheten för kubisk tätpackning har tre lager av sfärer. |
Sammanfattning – Hexagonal stäng packning vs kubisk stäng packning
Det sexkantiga och kubiska täta packningsarrangemanget används för att beskriva arrangemanget av sfärer och hål i galler. Skillnaden mellan sexkantig tätpackning och kubisk tätpackning är att en enhetscell med sexkantig tätpackning har 6 sfärer medan en enhetscell med kubisk tätpackning har 4 sfärer.
