Verschil tussen zeshoekige dicht verpakking en kubieke dicht verpakking

Belangrijkste verschil - Hexagonal Close Inpakken vs Cubic Close Packing
 

De termen Hexagonal closed packing (HCP) en cubic close packing (CCP) worden gebruikt om twee vormen van rangschikkingen in de chemische geometrie te noemen. Deze termen verklaren de opstelling van atomen, moleculen of ionen in roosters (reguliere arrangementen). Bij het beschrijven van deze rangschikkingen zijn de bestanddelen waaruit het rooster is gemaakt bekend als bollen (atomen, moleculen of ionen). Om de efficiëntie van het verpakken te maximaliseren en de lege ruimtes in het rooster te minimaliseren, zijn de bollen dicht gepakt. Deze rangschikkingen staan ​​bekend als dichtst bij elkaar gepakte structuren of dichte verpakking van gelijke bollen. De lege ruimtes tussen deze bollen staan ​​bekend als gaten. Er zijn drie soorten gaten; trigonal hole, tetrahedral hole en octahedral hole. EEN trigonale opening is gevormd tussen drie bollen. De vorm van dit gat lijkt op een driehoek. EEN tetraëdrische gat wordt gevormd wanneer de tweede laag bollen zodanig op de laag bollen wordt geplaatst dat het trigonale gat wordt bedekt door een bol. De octahedraal gat wordt gevormd wanneer de tweede laag bollen op een laag bollen wordt geplaatst op een zodanige manier dat het trigonale gat onbedekt is. De hexagonale dichtingsverpakking wordt aangeduid als HCP. Deze opstelling heeft twee lagen bollen in één zich herhalende eenheid. De kubieke dichte verpakking wordt aangeduid als CCP. Het heeft drie lagen bollen in één herhalende eenheid. De belangrijk verschil tussen hexagonale dichte verpakking en kubieke dichte verpakking is dat, een eenheidscel van hexagonale dichte pakking heeft 6 bollen, terwijl een eenheidscel met kubieke dichte pakking 4 bollen heeft.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Hexagonal Close Packing (HCP)
3. Wat is Cubic Close Packing (CCP)
4. Overeenkomsten tussen Hexagonal Close Packing en Cubic Close Packing
5. Vergelijking zij-aan-zij - Zeshoekige dicht verpakking versus kubieke sluit verpakking in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is Hexagonal Close Packing?

Zeshoekig dicht pakken (HCP) is een rangschikking van bollen in een rooster; er zijn twee lagen bollen op elkaar geplaatst, die tetraëdrische en octaëdrische gaten vormen. Dit betekent dat de tweede laag bollen op een zodanige manier wordt geplaatst dat de trigonale gaten van de eerste laag worden bedekt door de bollen van de tweede laag. De derde laag bollen lijkt op de eerste laag en de vierde laag lijkt op de tweede laag, vandaar dat de structuur wordt herhaald. Daarom is de herhalende eenheid van een hexagonale dichte pakkingrangschikking samengesteld uit twee lagen bollen.

Figuur 01: Zeshoekig dicht verpakkingsmodel

Aangezien dezelfde structuur na elke twee lagen bollen wordt herhaald, vullen de bollen efficiënt 74% van het volume van het rooster. De lege ruimtes zijn ongeveer 26%. Elke bol in dit arrangement is omgeven door 12 aangrenzende bollen. Wanneer de centra van deze 13 bollen (één bol + 12 naburige bollen) werden beschouwd, geeft dit een zeszijdige piramide met een hexagonale basis. Dit leidt tot de naam van deze structuur als zeshoekig dicht pak arrangement. De zeshoekige verpakking heeft één groot octaëdrisch gat per bol die wordt omringd door zes bollen, en ook zijn er voor elke bol twee tetraëdrische gaten omgeven door vier bollen.

Wat is Cubic Close Packing?

Cubic close packing (CCP) is een rangschikking van bollen in een rooster; er zijn drie lagen bollen op elkaar geplaatst, die alle octaëdrische gaten bedekken met een derde laag bollen. De herhalende eenheid van een kubieke dichte verpakking bevat drie lagen bollen. De opstelling van de eerste laag en de tweede laag is vergelijkbaar met die van de hexagonale dichte pakking. Maar de derde laag is op een geheel andere manier geplaatst. Het is gestapeld in de holten van de tweede laag bollen. Dit resulteert in het afdekken van alle achtvlakkige sferen. Daarom heeft de kubieke sluitverpakking slechts tetraëdrische gaten.

Figuur 02: Een vergelijking tussen HCP en CCP

De kubieke dichte verpakking vult efficiënt 74% van het roostervolume op met bollen en 26% is lege ruimte. Omdat de herhalende eenheid van een kubieke dichte pakking drie lagen bollen heeft, lijkt de vierde laag bollen op de eerste laag en herhaalt dezelfde structuur zich. Elke bol in dit arrangement is omgeven door 12 aangrenzende bollen. Er zijn drie soorten kubusvormige roosters, gebaseerd op de opstelling van bollen en gaten;

1. Simple cubic (SC)
2. Face-centered cubic (FCC)
3. Body-centered cubic (BCC)

De kubieke close-pacing-opstelling kan worden gezien in een FCC-opstelling (face-centered cubic). De eenheidscel van een kubieke sluitverpakking heeft 4 bollen.

Wat zijn de overeenkomsten tussen hexagonale dicht verpakking en kubieke dicht verpakking?

• Zowel de termen Hexagonal Close Packing als Cubic Close Packing beschrijven beschrijvingen van bollen en gaten (lege ruimten) in roosters.
• Zowel zeshoekig dicht pakket als kubisch dicht verpakkingswerk hebben bollen met 12 naburige bollen.
• Zowel Hexagonal Close Packing als Cubic Close Packing hebben 74% van het roostervolume gevuld met bollen en 26% gevuld met lege ruimten.

Wat is het verschil tussen Hexagonal Close Packing en Cubic Close Packing?

Zeshoekige dicht verpakking versus kubieke dichte verpakking
Zeshoekige dichte pakking is een rangschikking van bollen in een rooster; er zijn twee lagen bollen op elkaar geplaatst, die tetraëdrische en octaëdrische gaten vormen.	Cubic close packing is een arrangement van bollen in een rooster; er zijn drie lagen bollen op elkaar geplaatst, die alle octaëdrische gaten bedekken met een derde laag bollen.
Gaten
Zeshoekige dichte verpakking heeft tetraëdrische en octaëdrische gaten.	Cubic close packing heeft tetrahedrale gaten, maar de octaëdrische gaten zijn bedekt met een laag bollen.
Eenheidscel
De eenheidscel van hexagonale dichte verpakking heeft 6 bollen.	De eenheidscel met kubieke dichte pakking heeft 4 bollen.
Herhalende eenheid
De herhalende eenheid van hexagonale dichte pakking heeft twee lagen bollen.	De herhalende eenheid van kubieke dichte pakking heeft drie lagen bollen.

Samenvatting - Hexagonal Close Inpakken vs Cubic Close Packing

De zeshoekige en kubieke dichte pakkingrangschikking wordt gebruikt om de opstelling van bollen en gaten in roosters te beschrijven. Het verschil tussen hexagonale dichte pakking en kubieke dichte pakking is dat een eenheidscel van hexagonale dichte pakking 6 bollen heeft terwijl een eenheidscel van kubieke dichte pakking 4 bollen heeft.

Referentie:

1. "Dichtste ingepakte structuren." Chemie LibreTexts, Libretexts, 21 februari 2018. Beschikbaar Hier 
2. "Sluiten-verpakking van gelijke bollen." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8 maart 2018. Beschikbaar Hier

Afbeelding met dank aan:

1.'Hexagonal close-packed unit cel'By Gebruiker: Greg L - English Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2.'Empilement compact'door Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Eigen werk, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia