Galvenā atšķirība - sešstūrains aiztaisāmais iepakojums pret kubisko aizvērto iepakojumu
Terminus sešstūrainā slēgtā iepakojuma (HCP) un kubiskā slēgtā iepakojuma (CCP) izmanto, lai nosauktu divas ķīmiskās ģeometrijas izkārtojuma formas. Šie termini izskaidro atomu, molekulu vai jonu izvietojumu režģos (regulāri izkārtojumi). Aprakstot šos izkārtojumus, sastāvdaļas, no kurām izgatavots režģis, sauc par sfērām (atomi, molekulas vai joni). Lai maksimāli palielinātu iepakošanas efektivitāti un samazinātu tukšās vietas režģī, sfēras ir cieši noblīvētas. Šie izkārtojumi ir pazīstami kā vistuvāk iesaiņotas struktūras vai vienādu sfēru cieša iesaiņošana. Tukšās vietas starp šīm sfērām sauc par caurumiem. Ir trīs veidu caurumi; trigonāls caurums, tetraedrisks caurums un oktaedrisks caurums. Starp trim sfērām ir izveidots trigonāls caurums. Šī cauruma forma atgādina trīsstūri. Tetraedrisks caurums veidojas, kad uz sfēru slāņa tiek uzlikts otrais sfēru slānis tā, ka trigonālo caurumu nosedz sfēra. Oktaedrisks caurums veidojas, kad otrais sfēru slānis tiek uzlikts uz sfēru slāņa tā, ka trigonālais caurums tiek atklāts. Sešstūrveida blīvējums tiek apzīmēts kā HCP. Šajā izkārtojumā ir divi sfēru slāņi vienā atkārtotā vienībā. Kubiskā aizvērt iepakojumu apzīmē kā CCP. Tajā ir trīs sfēru slāņi vienā atkārtotā vienībā. Galvenā atšķirība starp sešstūra blīvumu un kubisko blīvējumu ir tāda, ka sešstūra blīvējuma vienību šūnai ir 6 sfēras, savukārt kubiskā blīvējuma vienībai ir 4 sfēras.
Kas ir sešstūrainais aizvērtais iepakojums?
Hexagonal close pakotne (HCP) ir sfēru izvietojums režģī; ir divi sfēru slāņi, kas novietoti viens uz otra, veidojot tetraedriskus un oktaedrus caurumus. Tas nozīmē, ka otrais sfēru slānis ir novietots tā, lai pirmā slāņa trigonālos caurumus nosegtu otrā slāņa sfēras. Trešais sfēru slānis atgādina pirmo slāni, un ceturtais slānis atgādina otro slāni, tāpēc struktūra atkārtojas. Tāpēc sešstūrveida blīvēšanas izkārtojuma atkārtotā vienība sastāv no diviem sfēru slāņiem.
01. attēls: sešstūraina aiztaisāmā iepakojuma modelis
Tā kā viena un tā pati struktūra atkārtojas ik pēc diviem sfēru slāņiem, sfēras efektīvi aizpilda 74% no režģa tilpuma. Tukšās vietas ir aptuveni 26%. Katru sfēru šajā izkārtojumā ieskauj 12 blakus esošās sfēras. Aplūkojot šo 13 sfēru centrus (viena sfēra + 12 blakus esošās sfēras), tiek iegūta sešstūra piramīda ar sešstūra pamatni. Tas noved pie šīs struktūras nosaukšanas kā sešstūraina blīva iepakojuma izvietojums. Sešstūrveida blīvējuma izkārtojumam katrā sfērā ir viens liels oktaedrisks caurums, ko ieskauj sešas sfēras, kā arī katrai sfērai ir divi tetraedriski caurumi, ko ieskauj četras sfēras.
Kas ir Cubic Close Packing?
Kubiskā blīvēšana (CCP) ir sfēru izvietojums režģī; ir trīs sfēru slāņi, kas novietoti viens uz otra, pārklājot visus oktaedriskus caurumus ar trešo sfēru slāni. Kubiskā ciešā iepakojuma atkārtotā vienība satur trīs sfēru slāņus. Pirmā slāņa un otrā slāņa izkārtojums ir līdzīgs sešstūraina ciešā blīvējuma izvietojumam. Bet trešais slānis ir novietots pavisam savādāk. Tas ir sakrauts otrā sfēru slāņa tukšumos. Tā rezultātā tiek aptvertas visas oktaedriskās sfēras. Tāpēc kubiskā blīvējuma izkārtojumam ir tikai tetraedriski caurumi.
Attēls 02: HCP un CCP salīdzinājums
Kubiskais blīvais blīvējums efektīvi aizpilda 74% no režģa tilpuma ar sfērām un 26% ir tukša vieta. Tā kā kubiskā ciešā iepakojuma atkārtotajai vienībai ir trīs sfēru slāņi, ceturtais sfēru slānis atgādina pirmo slāni un atkārtojas tā pati struktūra. Katru sfēru šajā izkārtojumā ieskauj 12 blakus esošās sfēras. Ir trīs veidu kubiskie režģi, kuru pamatā ir sfēru un caurumu izvietojums;
- Vienkāršs kubisks (SC)
- Kubiskais uz sejas (FCC)
- Kubiskais korpuss (BCC)
Kubiskā tuvu paciņu izkārtojumu var redzēt FCC (uz sejas centrēta kubiskā) izkārtojumā. Kubiskā slēgtā iepakojuma vienības šūnā ir 4 sfēras.
Kādas ir sešstūra un kubiskā ciešā iesaiņojuma līdzības?
- Gan sešstūraina aizvēršanas iesaiņojuma, gan kubiskā aizvēršanas iesaiņojuma termini apraksta sfēru un caurumu (tukšu vietu) izvietojumu režģos.
- Gan sešstūraina aizvēršanas iesaiņojuma, gan kubiskā aizvēršanas iesaiņojuma izkārtojumos ir sfēras ar 12 blakus esošām sfērām.
- Gan sešstūraina aizvēršanas iesaiņojuma, gan kubiskā aizvēršanas blīvējuma izkārtojumam 74% režģa tilpuma ir piepildīti ar sfērām un 26% ir aizpildīti ar tukšām vietām.
Kāda ir atšķirība starp sešstūraino blīvējumu un kubisko blīvējumu?
Sešstūrains aiztaisāmais iepakojums pret kubisko aiztaisāmo iepakojumu |
|
| Sešstūrains blīvējums ir sfēru izvietojums režģī; ir divi sfēru slāņi, kas novietoti viens uz otra, veidojot tetraedriskus un oktaedriskus caurumus. | Kubiskais blīvs iepakojums ir sfēru izvietojums režģī; ir trīs sfēru slāņi, kas novietoti viens uz otra, pārklājot visus oktaedriskos caurumus ar trešo sfēru slāni. |
| Caurumi | |
| Sešstūrainajam blīvējumam ir tetraedriski un astoņstūra formas caurumi. | Kubiskā blīvējuma blīvējumā ir tetraedriski caurumi, bet oktaedriskos caurumus klāj sfēru slānis. |
| Vienības šūna | |
| Sešstūrainas ciešas iesaiņojuma vienības šūnā ir 6 sfēras. | Kubiskā ciešā iepakojuma vienību šūnā ir 4 sfēras. |
| Atkārtota vienība | |
| Sešstūrveida blīvēšanas atkārtotai vienībai ir divi sfēru slāņi. | Kubiskā blīvējuma atkārtotai vienībai ir trīs sfēru slāņi. |
Kopsavilkums - sešstūrains aiztaisāmais iepakojums pret kubisko blīvējumu
Sešstūra un kubiskā blīvējuma izvietojums tiek izmantots, lai aprakstītu sfēru un caurumu izvietojumu režģos. Atšķirība starp sešstūra slēgpakojuma un kubiskā blīvējuma vienību ir tāda, ka sešstūra blīvējuma vienību šūnai ir 6 sfēras, savukārt kubiskā blīvējuma vienības šūnai ir 4 sfēras.
