Peamine erinevus – kuusnurkne suletav pakkimine vs kuubikujuline suletav pakkimine
Terineid kuusnurkne suletud pakkimine (HCP) ja kuubikujuline suletud pakkimine (CCP) kasutatakse keemilise geomeetria kahe paigutuse vormi nimetamiseks. Need terminid selgitavad aatomite, molekulide või ioonide paiknemist võres (regulaarne paigutus). Nende paigutuste kirjeldamisel tuntakse komponente, millest võre tehakse, sfääridena (aatomid, molekulid või ioonid). Pakkimise efektiivsuse maksimeerimiseks ja võre tühjade kohtade minimeerimiseks on kerad tihed alt pakitud. Neid paigutusi nimetatakse kõige tihedamaks pakitud struktuurideks või võrdsete sfääride tihedaks pakkimiseks. Nende sfääride vahelisi tühje kohti nimetatakse aukudeks. Seal on kolme tüüpi auke; trigonaalne auk, tetraeedriline auk ja oktaeedriline auk. Kolme sfääri vahele moodustub trigonaalne auk. Selle augu kuju meenutab kolmnurka. Tetraeedriline auk tekib siis, kui kerade kihile asetatakse teine kerakiht nii, et trigonaalset auku katab kera. Oktaeedriline auk tekib siis, kui teine kerakiht asetatakse kerade kihile nii, et kolmnurkne auk jääb katmata. Kuusnurkne tihend on tähistatud kui HCP. Sellel paigutusel on ühes korduvas üksuses kaks sfäärikihti. Kuubiku sulgemispakendit tähistatakse kui CCP. Sellel on kolm kihti sfääri ühes korduvas üksuses. Peamine erinevus kuusnurkse tihendi ja kuubikujulise tihendi vahel on see, et kuusnurkse tihendi lahtris on 6 sfääri, samas kui kuubikujulise sulgemispakendi lahtris on 4 kera.
Mis on kuusnurkne suletav pakkimine?
Hexagonal close pakkimine (HCP) on sfääride paigutus võres; seal on kaks üksteise peale asetatud sfäärikihti, mis moodustavad tetraeedrilisi ja oktaeedrilisi auke. See tähendab, et teine kerade kiht on paigutatud nii, et esimese kihi kolmnurksed augud on kaetud teise kihi sfääridega. Kolmas sfääride kiht meenutab esimest kihti ja neljas kiht teist, seega struktuur kordub. Seetõttu koosneb kuusnurkse tiheda pakkimiskorralduse korduv üksus kahest sfäärikihist.
Joonis 01: Kuusnurkse suletava pakkimise mudel
Kuna sama struktuur kordub iga kahe sfäärikihi järel, täidavad sfäärid tõhus alt 74% võre mahust. Tühje kohti on umbes 26%. Iga sfäär selles paigutuses on ümbritsetud 12 naabersfääriga. Kui võtta arvesse nende 13 sfääri (üks kera + 12 naabersfääri) keskpunktid, siis saadakse kuusnurkse põhjaga kuuetahuline püramiid. See toob kaasa selle struktuuri nimetamise kuusnurkseks tihedaks pakkimiskorralduseks. Kuusnurksel tihedal tihendil on sfääri kohta üks suur oktaeedriline auk, mis on ümbritsetud kuue sfääriga, samuti on iga sfääri jaoks kaks nelja sfääriga ümbritsetud tetraeedrilist auku.
Mis on Cubic Close Packing?
Cubic close packing (CCP) on sfääride paigutus võres; seal on kolm üksteise peale asetatud kerade kihti, mis katavad kõik oktaeedrilised augud kolmanda sfäärikihiga. Kuubiku sulgemispakendi korduv üksus sisaldab kolme kihti sfääre. Esimese ja teise kihi paigutus on sarnane kuusnurkse tihendi omaga. Kuid kolmas kiht asetatakse täiesti erinev alt. See on virnastatud teise sfäärikihi tühikutesse. Selle tulemusena kaetakse kõik oktaeedrilised sfäärid. Seetõttu on kuubikujulisel tihendil ainult tetraeedrilised augud.
Joonis 02: HCP ja CCP võrdlus
Kuupiline tihendus täidab tõhus alt 74% võre mahust keradega ja 26% on tühi ruum. Kuna kuubikujulise tihendi korduval üksusel on kolm sfäärikihti, siis neljas kerade kiht sarnaneb esimese kihiga ja sama struktuur kordub. Iga sfäär selles paigutuses on ümbritsetud 12 naabersfääriga. Sfääride ja aukude paigutuse alusel on kolme tüüpi kuupvõresid;
- Lihtkuup (SC)
- Näokeskne kuup (FCC)
- Kehakeskne kuup (BCC)
Kupmeetrilise lähitempo paigutust saab näha FCC (näokeskse kuupmeetri) paigutuses. Kuubikujulise sulepakendi lahtris on 4 sfääri.
Millised on kuusnurkse ja kuubikujulise sulgemispaki sarnasused?
- Nii kuusnurkse sulgemise kui ka kuubikujulise sulgemise terminid kirjeldavad sfääride ja aukude (tühjad ruumid) paigutust võres.
- Nii kuusnurkse sulgemise kui ka kuubikujulise sulgemise pakkimise korral on sfäärid, millel on 12 naabersfääri.
- Nii kuusnurkse sulgemise kui ka kuubikujulise sulgemise pakkimise korral on 74% võre mahust täidetud keradega ja 26% tühjade tühikutega.
Mis vahe on kuusnurksel ja kuubikujulisel sulgemispakendil?
Kuusnurkne suletav pakkimine vs kuubikujuline suletav pakkimine |
|
| Kuusnurkne tihendus on sfääride paigutus võres; on kaks kihti sfääri, mis on asetatud üksteise peale, moodustades tetraeedrilised ja kaheksaeedlised augud. | Cubic close pakkimine on sfääride paigutus võres; seal on kolm üksteise peale asetatud kerade kihti, mis katavad kõik oktaeedrilised augud kolmanda sfäärikihiga. |
| Avad | |
| Kuusnurksel tihendil on tetraeedrilised ja oktaeedrilised augud. | Kuubikujulisel tihendil on tetraeedrilised augud, kuid oktaeedrilised augud on kaetud sfäärikihiga. |
| Ühiklahter | |
| Kuusnurkse tihendi lahtris on 6 sfääri. | Kuupsulgede pakkimise lahtris on 4 sfääri. |
| Kordusüksus | |
| Kuusnurkse tihendi korduval üksusel on kaks sfäärikihti. | Kuupsulgeda pakkimise korduval üksusel on kolm sfäärikihti. |
Kokkuvõte – kuusnurkne suletav pakkimine vs kuubikujuline suletav pakkimine
Kuusnurkset ja kuubikujulist tihedat tihendit kasutatakse sfääride ja aukude paigutuse kirjeldamiseks võres. Kuusnurkse tihendi ja kuubikujulise tihendi erinevus seisneb selles, et kuusnurkse sulgemispakendi lahtris on 6 sfääri, samas kui kuubikujulise sulgemispakendi lahtris on 4 sfääri.
