Pagrindinis skirtumas – šešiakampis uždaromas pakavimas vs kubinis uždaromas įpakavimas
Sąvokos šešiakampis uždaras sandariklis (HCP) ir kubinis uždaras sandariklis (CCP) vartojami dviem cheminės geometrijos išdėstymo formoms įvardyti. Šie terminai paaiškina atomų, molekulių ar jonų išsidėstymą gardelėse (taisyklingas išsidėstymas). Apibūdinant šiuos išdėstymus, sudedamosios dalys, iš kurių sudaryta gardelė, vadinamos sferomis (atomais, molekulėmis arba jonais). Siekiant maksimaliai padidinti pakavimo efektyvumą ir sumažinti tuščias erdves grotelėje, sferos yra sandariai supakuotos. Šie išdėstymai žinomi kaip arčiausiai supakuotos struktūros arba vienodų sferų sandarumas. Tuščios erdvės tarp šių sferų yra žinomos kaip skylės. Yra trijų tipų skylės; trikampė skylė, tetraedrinė skylė ir oktaedrinė skylė. Tarp trijų sferų susidaro trikampė skylė. Šios skylės forma primena trikampį. Tetraedrinė skylė susidaro, kai ant rutulių sluoksnio uždedamas antrasis rutulio sluoksnis taip, kad trikampę skylę uždengtų rutulys. Aštuonkampė skylė susidaro, kai antrasis rutulio sluoksnis uždedamas ant rutulių sluoksnio taip, kad trikampė skylė būtų atidengta. Šešiakampis uždaras sandariklis žymimas HCP. Šis išdėstymas turi du rutulių sluoksnius viename pasikartojančiame vienete. Kubinis uždaras įpakavimas žymimas kaip CCP. Jame yra trys sferų sluoksniai viename pasikartojančiame vienete. Pagrindinis skirtumas tarp šešiakampio sandarinimo ir kubinio uždarymo yra tas, kad šešiakampio uždarymo vienetinė ląstelė turi 6 sferas, o kubinio uždarymo vienetinė ląstelė turi 4 sferas.
Kas yra šešiakampis uždaras pakavimas?
Šešiakampis uždaras sandarinimas (HCP) yra sferų išdėstymas tinklelyje; yra du rutulių sluoksniai, išdėstyti vienas ant kito, sudarydami tetraedrines ir oktaedines skyles. Tai reiškia, kad antrasis rutulių sluoksnis yra dedamas taip, kad pirmojo sluoksnio trikampės skylės būtų uždengtos antrojo sluoksnio sferomis. Trečiasis sferų sluoksnis primena pirmąjį, o ketvirtasis – antrąjį, vadinasi, struktūra kartojasi. Todėl pasikartojantis šešiakampio sandarinimo įrenginio vienetas sudarytas iš dviejų sferų sluoksnių.
01 pav. Šešiakampio uždaro pakavimo modelis
Kadangi ta pati struktūra kartojasi kas du rutuliukų sluoksnius, sferos efektyviai užpildo 74 % gardelės tūrio. Tuščių vietų yra apie 26%. Kiekviena šio išdėstymo sfera yra apsupta 12 gretimų sferų. Įvertinus šių 13 sferų centrus (viena rutulys + 12 gretimų sferų), gaunama šešiakampė piramidė su šešiakampiu pagrindu. Dėl to ši struktūra vadinama šešiakampiu sandariu sandarinimo būdu. Šešiakampis sandarus sandariklis turi vieną didelę aštuonkampę skylę kiekvienoje sferoje, kurią supa šešios sferos, taip pat kiekvienai sferai yra dvi tetraedrinės skylės, apsuptos keturiomis sferomis.
Kas yra kubinis uždaras pakavimas?
Kubinis uždaras pakavimas (CCP) – tai rutulių išdėstymas tinklelyje; yra trys sferų sluoksniai, išdėstyti vienas ant kito, uždengiantys visas oktaedrines skylutes trečiu rutulių sluoksniu. Pakartotinis kubinio uždaro įpakavimo vienetas susideda iš trijų sluoksnių sferų. Pirmojo ir antrojo sluoksnių išdėstymas yra panašus į šešiakampio sandariklio išdėstymą. Tačiau trečiasis sluoksnis dedamas visiškai kitaip. Jis sukrautas į antrojo sferų sluoksnio tuštumas. Dėl to padengiamos visos oktaedrinės sferos. Todėl kubiniame sandarinimo įtaise yra tik tetraedrinės skylės.
02 pav.: HCP ir CCP palyginimas
Kubinis uždaras sandariklis efektyviai užpildo 74 % gardelės tūrio rutuliais, o 26 % yra tuščia vieta. Kadangi pasikartojantis kubinio uždaro įpakavimo vienetas turi tris rutulių sluoksnius, ketvirtasis rutulių sluoksnis primena pirmąjį sluoksnį ir kartojasi ta pati struktūra. Kiekviena šio išdėstymo sfera yra apsupta 12 gretimų sferų. Yra trijų tipų kubinės gardelės, pagrįstos rutulių ir skylių išdėstymu;
- Paprastas kubinis (SC)
- Kubinis į veidą (FCC)
- Kubinis korpusas (BCC)
Kubinis artimas stimuliavimo išdėstymas gali būti matomas FCC (į veidą nukreiptas kubinis) išdėstymas. Kubinio uždaro pakavimo įrenginio vienetinė ląstelė turi 4 sferas.
Kokie yra šešiakampio uždarymo ir kubinio uždarymo panašumai?
- Tiek šešiakampio uždarymo, tiek kubinio uždarymo terminai apibūdina rutulių ir skylių (tuščių tarpų) išdėstymą grotelėse.
- Tiek šešiakampio uždarymo, tiek kubinio uždarymo pakavimo sferose yra 12 gretimų sferų.
- Tiek šešiakampio uždarymo, tiek kubinio uždarymo įtaisuose 74 % grotelių tūrio užpildyti rutuliais, o 26 % – tuščiomis erdvėmis.
Kuo skiriasi šešiakampis uždaromas įpakavimas nuo kubinio uždarymo?
Šešiakampis uždaras įpakavimas vs kubinis uždaras pakavimas |
|
| Šešiakampis uždaras sandarinimas – tai rutulių išdėstymas tinklelyje; yra du rutulių sluoksniai, išdėstyti vienas ant kito ir sudaro tetraedrines ir oktaedines skyles. | Kubinis uždaras įpakavimas yra rutulių išdėstymas grotelėje; yra trys sferų sluoksniai, išdėstyti vienas ant kito, uždengiantys visas oktaedrines skylutes trečiu rutulių sluoksniu. |
| Skylės | |
| Šešiakampėje sandarioje pakuotėje yra tetraedrinės ir aštuonkampės skylės. | Kubinėje sandarioje pakuotėje yra tetraedrinės skylės, tačiau aštuonkampes skyles dengia rutulio sluoksnis. |
| Vieninis langelis | |
| Šešiakampės sandarios pakuotės vieneto langelyje yra 6 sferos. | Kubinio uždarymo pakuotės vieneto langelyje yra 4 sferos. |
| Pasikartojantis vienetas | |
| Pasikartojantis šešiakampio sandarinimo vienetas turi du rutulių sluoksnius. | Pasikartojantis kubinio uždarymo įtaisas turi tris rutulių sluoksnius. |
Santrauka – šešiakampis uždaras įpakavimas prieš kubinį uždarą įpakavimą
Šešiakampis ir kubinis uždaras sandarinimo išdėstymas naudojamas apibūdinti rutulių ir skylių išdėstymą grotelėse. Skirtumas tarp šešiakampio uždarymo ir kubinio uždarymo yra tas, kad šešiakampio uždarymo vienetinė ląstelė turi 6 sferas, o kubinio uždarymo vienetinė ląstelė turi 4 sferas.
