Diferència clau: embalatge tancat hexagonal vs embalatge tancat cúbic
Els termes empaquetament tancat hexagonal (HCP) i empaquetament tancat cúbic (CCP) s'utilitzen per anomenar dues formes d'ordenació en geometria química. Aquests termes expliquen la disposició dels àtoms, molècules o ions a les xarxes (disposicions regulars). Quan es descriuen aquestes disposicions, els components dels quals està feta la xarxa es coneixen com a esferes (àtoms, molècules o ions). Per tal de maximitzar l'eficiència de l'embalatge i minimitzar els espais buits de la gelosia, les esferes estan ben empaquetades. Aquests arranjaments es coneixen com a estructures empaquetades més properes o empaquetament proper d'esferes iguals. Els espais buits entre aquestes esferes es coneixen com forats. Hi ha tres tipus de forats; forat trigonal, forat tetraèdric i forat octaèdric. Es forma un forat trigonal entre tres esferes. La forma d'aquest forat s'assembla a un triangle. Un forat tetraèdric es forma quan la segona capa d'esferes es col·loca sobre la capa d'esferes de manera que el forat trigonal queda cobert per una esfera. El forat octaèdric es forma quan la segona capa d'esferes es col·loca sobre una capa d'esferes de manera que el forat trigonal quedi al descobert. L'empaquetament tancat hexagonal s'anomena HCP. Aquesta disposició té dues capes d'esferes en una unitat repetida. L'empaquetament tancat cúbic s'anomena CCP. Té tres capes d'esferes en una unitat repetida. La diferència clau entre l'empaquetament tancat hexagonal i l'empaquetament tancat cúbic és que, una cel·la unitària d'empaquetament tancat hexagonal té 6 esferes, mentre que una cel·la unitària d'empaquetament tancat cúbic té 4 esferes.
Què és l'embalatge tancat hexagonal?
L'empaquetament tancat hexagonal (HCP) és una disposició d'esferes en una gelosia; hi ha dues capes d'esferes col·locades una sobre l' altra, formant forats tetraèdrics i octaèdrics. Això significa que la segona capa d'esferes es col·loca de manera que els forats trigonals de la primera capa quedin coberts per les esferes de la segona capa. La tercera capa d'esferes s'assembla a la primera capa i la quarta capa s'assembla a la segona capa, per tant, l'estructura es repeteix. Per tant, la unitat repetida d'una disposició d'empaquetament tancat hexagonal es compon de dues capes d'esferes.
Figura 01: Model d'embalatge tancat hexagonal
Com que la mateixa estructura es repeteix després de cada dues capes d'esferes, les esferes omplen de manera eficient el 74% del volum de la gelosia. Els espais buits ronden el 26%. Cada esfera d'aquesta disposició està envoltada per 12 esferes veïnes. Quan es van considerar els centres d'aquestes 13 esferes (una esfera + 12 esferes veïnes), es dóna una piràmide de sis cares amb una base hexagonal. Això porta a anomenar aquesta estructura com a disposició d'embalatge tancat hexagonal. La disposició de tancament hexagonal té un forat octaèdric gran per esfera que està envoltat per sis esferes, i també, per a cada esfera, hi ha dos forats tetraèdrics envoltats per quatre esferes.
Què és Cubic Close Packing?
El empaquetament cúbic (CCP) és una disposició d'esferes en una gelosia; hi ha tres capes d'esferes col·locades una sobre l' altra, que cobreixen tots els forats octaèdrics per una tercera capa d'esferes. La unitat repetida d'un empaquetament tancat cúbic conté tres capes d'esferes. La disposició de la primera capa i la segona capa és similar a la de l'embalatge tancat hexagonal. Però la tercera capa es col·loca d'una manera completament diferent. S'apila als buits de la segona capa d'esferes. Això fa que cobreix totes les esferes octaèdriques. Per tant, la disposició de tancament cúbic només té forats tetraèdrics.
Figura 02: una comparació entre HCP i CCP
L'empaquetament tancat cúbic omple de manera eficient el 74% del volum de la gelosia amb esferes i el 26% és espai buit. Com que la unitat que es repeteix d'un empaquetament tancat cúbic té tres capes d'esferes, la quarta capa d'esferes s'assembla a la primera capa i la mateixa estructura es repeteix. Cada esfera d'aquesta disposició està envoltada per 12 esferes veïnes. Hi ha tres tipus de gelosies cúbiques, basades en la disposició d'esferes i forats;
- Cúbic simple (SC)
- Cúbic centrat en la cara (FCC)
- Cúbic centrat en el cos (BCC)
La disposició de ritme tancat cúbic es pot veure a la disposició FCC (cúbic centrat en la cara). La cel·la unitat d'una disposició cúbica d'empaquetament tancat té 4 esferes.
Quines similituds hi ha entre l'embalatge tancat hexagonal i l'embalatge tancat cúbic?
- Tant els termes d'embalatge de tancament hexagonal com d'empaquetament de tancament cúbic descriuen la disposició d'esferes i forats (espais buits) en gelosies.
- Tant els embalatges de tancament hexagonal com els de tancament cúbic tenen esferes amb 12 esferes veïnes.
- Tant els embalatges de tancament hexagonal com els d'embalatge cúbic tenen un 74% del volum de la gelosia ple d'esferes i un 26% d'espais buits.
Quina diferència hi ha entre l'embalatge tancat hexagonal i l'embalatge tancat cúbic?
Embalatge tancat hexagonal vs embalatge tancat cúbic |
|
| L'empaquetament tancat hexagonal és una disposició d'esferes en una gelosia; hi ha dues capes d'esferes col·locades una sobre l' altra, formant forats tetraèdrics i octaèdrics. | L'empaquetament cúbic és una disposició d'esferes en una gelosia; hi ha tres capes d'esferes col·locades una sobre l' altra, que cobreixen tots els forats octaèdrics amb una tercera capa d'esferes. |
| Forats | |
| L'embalatge tancat hexagonal té forats tetraèdrics i octaèdrics. | L'embalatge tancat cúbic té forats tetraèdrics, però els forats octaèdrics estan coberts per una capa d'esferes. |
| Cèl·lula unitaria | |
| La cel·la unitat de l'empaquetament tancat hexagonal té 6 esferes. | La cel·la unitat de l'empaquetament tancat cúbic té 4 esferes. |
| Unitat de repetició | |
| La unitat repetida de l'empaquetament tancat hexagonal té dues capes d'esferes. | La unitat repetida de l'empaquetament cúbic té tres capes d'esferes. |
Resum: embalatge tancat hexagonal vs embalatge tancat cúbic
La disposició d'empaquetament tancat hexagonal i cúbic s'utilitzen per descriure la disposició de les esferes i els forats a les gelosies. La diferència entre l'empaquetament tancat hexagonal i l'empaquetament tancat cúbic és que una cel·la unitària d'empaquetament tancat hexagonal té 6 esferes, mentre que una cel·la unitària d'empaquetament tancat cúbic té 4 esferes.
