A hatszögletű zárt csomagolás (HCP) és a köbös szoros csomagolás (CCP) kifejezéseket a kémiai geometria elrendezésének két formájának megnevezésére használják. Ezek a kifejezések magyarázzák az atomok, molekulák vagy ionok elrendezését a rácsokban (szabályos elrendezések). Ezeknek az elrendezéseknek a leírásakor azokat a komponenseket, amelyekből a rács készül, gömbökként (atomok, molekulák vagy ionok) nevezzük. A csomagolás hatékonyságának maximalizálása és a rácsban lévő üres terek minimalizálása érdekében a gömbök szorosan vannak csomagolva. Ezeket az elrendezéseket a legközelebb csomagolt szerkezeteknek vagy azonos gömbök szoros csomagolásainak nevezik. A gömbök közötti üres tereket lyukaknak nevezzük. Háromféle lyuk létezik; trigonális lyuk, tetraéder lyuk és oktaéder lyuk. A trigonális lyuk három gömb között van kialakítva. A lyuk alakja háromszög alakú. A tetraéderes lyuk akkor képződik, amikor a gömbök második rétegét a gömbrétegre helyezzük oly módon, hogy a trigonális lyukat egy gömb befedi. Az oktaéder lyuk akkor képződik, amikor a gömbök második rétegét a gömbrétegre helyezzük oly módon, hogy a trigonális lyuk fedetlen legyen. A hatszögletű zárócsomagot HCP-vel jelöljük. Ez az elrendezés két gömbrétegből áll egy ismétlődő egységben. A köbös zárócsomagolás CCP-vel van jelölve. Három rétegű gömbökkel rendelkezik egy ismétlődő egységben. Az kulcs különbség a hatszögletű zárócsomagolás és a köbös zárócsomagolás között ez, egy hatszögletű szoros csomagolás egységcellája 6 gömböt tartalmaz, míg a köbös szoros csomagolás egységcellája 4 gömböt tartalmaz.
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a hatszögletű szoros csomagolás (HCP)
3. Mi a kockamentes csomagolás (CCP)
4. hasonlóságok a hatszögletű zárócsomagolás és a köbös zárócsomagolás között
5. Összehasonlítás egymással - hatszögletű zárócsomagolás vs kockás zárócsomagolás táblázatos formában
6. Összegzés
Hatszögletű záró csomagolás (HCP) egy gömb elrendezése egy rácsban; két gömbréteg van egymásra helyezve, amelyek tetraéderes és oktaéderes lyukakat képeznek. Ez azt jelenti, hogy a gömbök második rétege úgy van elrendezve, hogy az első réteg trigonális lyukait a második réteg gömbjei befedik. A gömbök harmadik rétege hasonlít az első rétegre, a negyedik réteg pedig a második rétegre, tehát a szerkezet megismétlődik. Ezért a hatszögletű szoros csomagolási elrendezés ismétlődő egysége két gömbrétegből áll.
01. ábra: Hatszögletű szoros csomagolási modell
Mivel ugyanaz a szerkezet megismétlődik minden két gömbréteg után, a gömbök hatékonyan kitöltik a rács térfogatának 74% -át. Az üres terek 26% körül vannak. Ebben az elrendezésben minden gömböt 12 szomszédos gömb vesz körül. Ha figyelembe vettük e 13 gömb (egy gömb + 12 szomszédos gömb) középpontját, akkor egy hatszögletű hatszögletű piramisot kap. Ez ahhoz vezet, hogy ezt a szerkezetet hatszögletű szoros csomagolási elrendezésnek nevezzük. A hatszögletű szoros csomagolás elrendezése gömbönként egy nagy, nyolcszögletű lyukkal rendelkezik, amelyet hat gömb vesz körül, és mindegyik gömbnél két tetraéderes lyuk van, amelyeket négy gömb vesz körül.
Köbös csomagolás (CCP) egy gömb elrendezése egy rácsban; három gömbréteg van egymáson elhelyezve, és az összes oktaéderes lyukat egy harmadik gömbréteg borítja. Egy köbös szoros csomagolás ismétlődő egysége három gömbréteget tartalmaz. Az első réteg és a második réteg elrendezése hasonló a hatszögletű szoros csomagoláséhoz. A harmadik réteget azonban teljesen más módon helyezzük el. Halmozva van a gömbök második rétegének üregeiben. Ennek eredményeként az összes oktaéderes gömb lefedésre kerül. Ezért a köbös szoros csomagolásnak csak tetraéderes lyukak vannak.
02 ábra: A HCP és a CCP összehasonlítása
A köbös szoros csomagolás hatékonyan kitölti a rács térfogatának 74% -át gömbökkel, és 26% -a üres helyet. Mivel a köbös tömítésű ismétlődő egység három gömbréteggel rendelkezik, a gömbök negyedik rétege hasonlít az első rétegre, és ugyanaz a szerkezet megismétlődik. Ebben az elrendezésben minden gömböt 12 szomszédos gömb vesz körül. Háromféle köbös rács létezik, a gömbök és lyukak elrendezése alapján;
A köbös szoros ingerlés elrendezés látható az FCC (arc-központú köbös) elrendezésben. A köbös szoros csomagolás elrendezésének cellája négy gömböt tartalmaz.
Hatszögletű záró csomagolás vs kockás zárócsomagolás | |
A hatszögletű szoros csomagolás a gömbök rácsos elrendezése; két gömbréteg van egymásra helyezve, amelyek tetraéderes és oktaéderes lyukakat képeznek. | A köbös szoros csomagolás egy rácsos gömbök elrendezése; három gömbréteg van egymáson elhelyezve, és az összes oktaéderes lyukat egy harmadik gömbréteg borítja. |
Holes | |
A hatszögletű zárócsomagolásban tetraéderes és oktaéderes lyukak vannak. | A köbös zárócsomagolásban tetraéderes lyukak vannak, de az oktaéderes lyukakat gömbréteg borítja. |
Unit cell | |
A hatszögletű szoros csomagolás egységcellája 6 gömbből áll. | A köbös szoros csomagolás egységcellája négy gömböt tartalmaz. |
Ismétlődő egység | |
A hatszögletű szoros csomagolás ismétlődő egysége két gömbréteggel rendelkezik. | A köbös szoros csomagolás ismétlődő egységének három gömbrétege van. |
A hatszögletű és köbös tömítésű elrendezést használjuk a gömbök és a rácsok lyukainak elrendezésére. A hatszögletű zárócsomagolás és a köbös zárócsomagolás közötti különbség az, hogy a hatszögletű zárócsomagolás egységcellája 6 gömböt tartalmaz, míg a köbös tömítésű cellaegység négy gömböt tartalmaz.
1. “Legközelebb csomagolt szerkezetek”. Kémia LibreTexts, Libretexts, 2018. február 21. Elérhető itt
2. „Az egyenlő gömbök szoros csomagolása”. Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. március 8. Elérhető itt
1.'Hexagonális, szorosan csomagolt egység cel'By Felhasználó: Greg L - angol Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével
2.Empilement compact "Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Saját munka, (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül