Ključna razlika – Heksagonalno zatvoreno pakiranje u odnosu na kubično zatvoreno pakiranje
Pojmovi heksagonalno zatvoreno pakiranje (HCP) i kubično zatvoreno pakiranje (CCP) koriste se za imenovanje dvaju oblika rasporeda u kemijskoj geometriji. Ovi pojmovi objašnjavaju raspored atoma, molekula ili iona u rešetkama (pravilni raspored). Kada se opisuju ti rasporedi, sastojci od kojih je napravljena rešetka poznati su kao sfere (atomi, molekule ili ioni). Kako bi se povećala učinkovitost pakiranja i smanjili prazni prostori u rešetki, kuglice su čvrsto pakirane. Ovi rasporedi poznati su kao najbliže pakirane strukture ili blisko pakiranje jednakih sfera. Prazni prostori između ovih sfera poznati su kao rupe. Postoje tri vrste rupa; trigonalni otvor, tetraedarski otvor i oktaedarski otvor. Između tri kugle formira se trigonalna rupa. Oblik ove rupe podsjeća na trokut. Tetraedarska rupa nastaje kada se drugi sloj sfera postavi na sloj sfera na način da je trigonalna rupa prekrivena sferom. Oktaedarska rupa nastaje kada se drugi sloj sfera postavi na sloj sfera na način da se otkrije trigonalna rupa. Heksagonalno zatvoreno pakiranje označava se kao HCP. Ovaj raspored ima dva sloja sfera u jednoj jedinici koja se ponavlja. Kubično zatvoreno pakiranje označava se kao CCP. Ima tri sloja sfera u jednoj jedinici koja se ponavlja. Ključna razlika između heksagonalnog tijesnog pakiranja i kubičnog tijesnog pakiranja je u tome što jedinična ćelija heksagonalnog tijesnog pakiranja ima 6 sfera, dok jedinična ćelija kubičnog tijesnog pakiranja ima 4 sfere.
Što je šesterokutno zatvoreno pakiranje?
Heksagonalno zatvoreno pakiranje (HCP) je raspored sfera u rešetki; postoje dva sloja sfera postavljenih jedna na drugu, tvoreći tetraedarske i oktaedarske rupe. To znači da je drugi sloj kuglica postavljen na takav način da su trokutne rupe prvog sloja prekrivene kuglicama drugog sloja. Treći sloj sfera nalikuje prvom sloju, a četvrti sloj nalikuje drugom sloju, dakle, struktura se ponavlja. Stoga je ponavljajuća jedinica heksagonalnog tijesnog rasporeda sastavljena od dva sloja sfera.
Slika 01: Heksagonalni model zatvorenog pakiranja
Budući da se ista struktura ponavlja nakon svaka dva sloja kuglica, kuglice učinkovito ispunjavaju 74% volumena rešetke. Prazni prostori su oko 26%. Svaka sfera u ovom rasporedu okružena je s 12 susjednih sfera. Kada se uzmu u obzir središta ovih 13 sfera (jedna sfera + 12 susjednih sfera), to daje šesterostranu piramidu sa šesterokutnom bazom. To dovodi do toga da se ova struktura nazove šesterokutnim tijesnim rasporedom pakiranja. Šesterokutni raspored čvrstog pakiranja ima jednu veliku oktaedarsku rupu po sferi koja je okružena sa šest sfera, a također, za svaku sferu, postoje dvije tetraedarske rupe okružene s četiri sfere.
Što je Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) je raspored sfera u rešetki; postoje tri sloja sfera postavljenih jedna na drugu, pokrivajući sve oktaedarske rupe trećim slojem sfera. Ponavljajuća jedinica kubičnog tijesnog pakiranja sadrži tri sloja sfera. Raspored prvog i drugog sloja sličan je rasporedu šesterokutnog zatvorenog pakiranja. Ali treći sloj je postavljen na potpuno drugačiji način. Složen je u praznine drugog sloja kugli. To rezultira pokrivanjem svih oktaedarskih sfera. Prema tome, kubični raspored tijesnog pakiranja ima samo tetraedarske rupe.
Slika 02: Usporedba između HCP-a i CCP-a
Kubično zatvoreno pakiranje učinkovito ispunjava 74% volumena rešetke kuglicama, a 26% je prazan prostor. Budući da ponavljajuća jedinica kubičnog zatvorenog pakiranja ima tri sloja sfera, četvrti sloj sfera nalikuje prvom sloju i ponavlja se ista struktura. Svaka sfera u ovom rasporedu okružena je s 12 susjednih sfera. Postoje tri vrste kubičnih rešetki, temeljene na rasporedu sfera i rupa;
- Jednostavni kubik (SC)
- Face-centred kubic (FCC)
- Tjelesno centrirani kubik (BCC)
Kubični raspored bliskog tempa može se vidjeti u FCC (face-centred cubic) rasporedu. Jedinična ćelija kubičnog tijesnog pakiranja ima 4 sfere.
Koje su sličnosti između šesterokutnog i kubičnog zatvorenog pakiranja?
- I heksagonalno zatvoreno pakiranje i kubično zatvoreno pakiranje opisuju rasporede sfera i rupa (praznih prostora) u rešetkama.
- I Heksagonalno zatvoreno pakiranje i Kubično zatvoreno pakiranje imaju sfere koje imaju 12 susjednih sfera.
- I heksagonalno zatvoreno pakiranje i kubično zatvoreno pakiranje imaju 74% volumena rešetke ispunjeno sferama i 26% ispunjeno praznim prostorima.
Koja je razlika između heksagonalnog i kubičnog zatvorenog pakiranja?
Heksagonalno usko pakiranje u odnosu na kubično usko pakiranje |
|
| Heksagonalno tijesno pakiranje je raspored sfera u rešetki; postoje dva sloja sfera postavljenih jedna na drugu, tvoreći tetraedarske i oktaedarske rupe. | Kubično tijesno pakiranje je raspored sfera u rešetki; postoje tri sloja sfera postavljenih jedna na drugu, prekrivajući sve oktaedarske rupe trećim slojem sfera. |
| Rupe | |
| Heksagonalno čvrsto pakiranje ima tetraedarske i oktaedarske rupe. | Kubično tijesno pakiranje ima tetraedarske rupe, ali su oktaedarske rupe prekrivene slojem sfera. |
| Jedinična ćelija | |
| Jedinična ćelija heksagonalnog čvrstog pakiranja ima 6 sfera. | Jedinična ćelija kubičnog čvrstog pakiranja ima 4 sfere. |
| Ponavljajuća jedinica | |
| Ponavljajuća jedinica šesterokutnog čvrstog pakiranja ima dva sloja sfera. | Ponavljajuća jedinica kubičnog čvrstog pakiranja ima tri sloja sfera. |
Sažetak – Heksagonalno zatvoreno pakiranje u odnosu na kubično zatvoreno pakiranje
Heksagonalni i kubični raspored tijesnog pakiranja koriste se za opisivanje rasporeda sfera i rupa u rešetkama. Razlika između šesterokutnog tijesnog pakiranja i kubičnog tijesnog pakiranja je u tome što jedinična ćelija heksagonalnog tijesnog pakiranja ima 6 sfera, dok jedinična ćelija kubičnog tijesnog pakiranja ima 4 sfere.
