Ključna razlika – heksagonalno zatvoreno pakovanje naspram kubičnog zatvorenog pakovanja
Izrazi Heksagonalno zatvoreno pakovanje (HCP) i kubično zatvoreno pakovanje (CCP) koriste se za imenovanje dva oblika rasporeda u hemijskoj geometriji. Ovi pojmovi objašnjavaju raspored atoma, molekula ili jona u rešetkama (pravilni rasporedi). Kada se opisuju ovi rasporedi, sastojci od kojih je napravljena rešetka poznati su kao sfere (atomi, molekuli ili joni). Da bi se maksimizirala efikasnost pakovanja i minimizirali prazni prostori u rešetki, sfere su čvrsto spakovane. Ovi rasporedi su poznati kao najbliže zbijene strukture ili blisko pakovanje jednakih sfera. Prazni prostori između ovih sfera poznati su kao rupe. Postoje tri vrste rupa; trigonalna rupa, tetraedarska rupa i oktaedarska rupa. Između tri sfere formira se trigonalna rupa. Oblik ove rupe podsjeća na trokut. Tetraedarska rupa nastaje kada se drugi sloj sfera postavi na sloj sfera tako da je trigonalna rupa pokrivena sferom. Oktaedarska rupa nastaje kada se drugi sloj sfera postavi na sloj sfera na takav način da je trigonalna rupa otkrivena. Heksagonalno zatvoreno pakovanje se označava kao HCP. Ovaj raspored ima dva sloja sfera u jednoj jedinici koja se ponavlja. Kubično zatvoreno pakovanje se označava kao CCP. Ima tri sloja sfera u jednoj jedinici koja se ponavlja. Ključna razlika između heksagonalnog zatvorenog pakovanja i kubičnog zatvorenog pakovanja je u tome što jedinična ćelija heksagonalnog zatvorenog pakovanja ima 6 sfera, dok jedinična ćelija kubičnog zatvorenog pakovanja ima 4 sfere.
Šta je heksagonalno zatvoreno pakovanje?
Heksagonalno zatvoreno pakovanje (HCP) je raspored sfera u rešetki; postoje dva sloja sfera postavljenih jedna na drugu, formirajući tetraedarske i oktaedarske rupe. To znači da je drugi sloj sfera postavljen na takav način da su trigonalne rupe prvog sloja prekrivene sferama drugog sloja. Treći sloj sfera podsjeća na prvi sloj, a četvrti sloj na drugi sloj, pa se struktura ponavlja. Dakle, jedinica koja se ponavlja heksagonalnog rasporeda zatvorenog pakovanja sastoji se od dva sloja sfera.
Slika 01: Heksagonalni model zatvorenog pakovanja
Pošto se ista struktura ponavlja nakon svaka dva sloja sfera, sfere efikasno popunjavaju 74% zapremine rešetke. Praznine su oko 26%. Svaka sfera u ovom aranžmanu je okružena sa 12 susjednih sfera. Kada se uzmu u obzir centri ovih 13 sfera (jedna sfera + 12 susjednih sfera), dobije se šestostrana piramida sa šesterokutnom bazom. Ovo dovodi do toga da se ova struktura nazove kao heksagonalni raspored zatvorenog pakovanja. Heksagonalni raspored zatvorenog pakovanja ima jednu veliku oktaedačku rupu po sferi koja je okružena sa šest sfera, a takođe, za svaku sferu, postoje dve tetraedarske rupe okružene sa četiri sfere.
Šta je Cubic Close Packing?
Kubično zatvoreno pakovanje (CCP) je raspored sfera u rešetki; postoje tri sloja sfera postavljenih jedna na drugu, pokrivajući sve oktaedarske rupe trećim slojem sfera. Ponavljajuća jedinica kubičnog zatvorenog pakovanja sadrži tri sloja sfera. Raspored prvog i drugog sloja je sličan onom kod heksagonalnog zatvorenog pakovanja. Ali treći sloj je postavljen na potpuno drugačiji način. Složen je u praznine drugog sloja sfera. Ovo rezultira pokrivanjem svih oktaedarskih sfera. Stoga, kubni raspored zatvorenog pakovanja ima samo tetraedarske rupe.
Slika 02: Poređenje između HCP i CCP
Kubično zatvoreno pakovanje efikasno ispunjava 74% zapremine rešetke sferama, a 26% je prazan prostor. Budući da jedinica koja se ponavlja u kubičnom zatvorenom pakovanju ima tri sloja sfera, četvrti sloj sfera liči na prvi sloj i ista struktura se ponavlja. Svaka sfera u ovom aranžmanu je okružena sa 12 susjednih sfera. Postoje tri vrste kubičnih rešetki, zasnovane na rasporedu sfera i rupa;
- Simple cubic (SC)
- Face-centred cubic (FCC)
- Telo-centrirana kubika (BCC)
Uređenje kubnog bliskog pejsinga može se vidjeti u FCC rasporedu (cubic-centred-face-centred). Jedinična ćelija kubičnog rasporeda zatvorenog pakovanja ima 4 sfere.
Koje su sličnosti između heksagonalnog zatvorenog pakovanja i kubičnog zatvorenog pakovanja?
- Izrazi heksagonalnog zatvorenog pakovanja i kubičnog zatvorenog pakovanja opisuju raspored sfera i rupa (praznih prostora) u rešetkama.
- I heksagonalno zatvoreno pakovanje i kubično zatvoreno pakovanje imaju sfere koje imaju 12 susjednih sfera.
- I heksagonalno zatvoreno pakovanje i kubično zatvoreno pakovanje imaju 74% rešetkastog volumena ispunjenog sferama i 26% ispunjenim praznim prostorima.
Koja je razlika između heksagonalnog zatvorenog pakovanja i kubičnog zatvorenog pakovanja?
Heksagonalno zatvoreno pakovanje vs kubično zatvoreno pakovanje |
|
| Heksagonalno zatvoreno pakovanje je raspored sfera u rešetki; postoje dva sloja sfera postavljenih jedna na drugu, formirajući tetraedarske i oktaedarske rupe. | Kubično zatvoreno pakovanje je raspored sfera u rešetki; postoje tri sloja sfera postavljenih jedna na drugu, pokrivajući sve oktaedarske rupe trećim slojem sfera. |
| Rupe | |
| Heksagonalno zatvoreno pakovanje ima tetraedarske i oktaedarske rupe. | Kubično zatvoreno pakovanje ima tetraedarske rupe, ali oktaedarske rupe su prekrivene slojem sfera. |
| Jedinstvena ćelija | |
| Jedinična ćelija heksagonalnog zatvorenog pakovanja ima 6 sfera. | Jedinična ćelija kubičnog zatvorenog pakovanja ima 4 sfere. |
| Ponavljajuća jedinica | |
| Ponavljajuća jedinica heksagonalnog zatvorenog pakovanja ima dva sloja sfera. | Ponavljajuća jedinica kubičnog zatvorenog pakovanja ima tri sloja sfera. |
Sažetak – Heksagonalno zatvoreno pakovanje naspram kubičnog zatvorenog pakovanja
Heksagonalni i kubični raspored zatvorenog pakovanja koriste se za opisivanje rasporeda sfera i rupa u rešetkama. Razlika između heksagonalnog zatvorenog pakovanja i kubičnog zatvorenog pakovanja je u tome što jedinična ćelija heksagonalnog zatvorenog pakovanja ima 6 sfera, dok jedinična ćelija kubičnog zatvorenog pakovanja ima 4 sfere.
