Sự khác biệt chính - Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối
Thuật ngữ Đóng gói hình lục giác (HCP) và đóng gói hình khối (CCP) được sử dụng để gọi tên hai dạng sắp xếp trong hình học hóa học. Những thuật ngữ này giải thích sự sắp xếp của các nguyên tử, phân tử hoặc ion trong mạng tinh thể (sự sắp xếp thông thường). Khi mô tả những sự sắp xếp này, các thành phần mà mạng tinh thể được tạo ra được gọi là hình cầu (nguyên tử, phân tử hoặc ion). Để tối đa hóa hiệu quả của việc đóng gói và giảm thiểu các khoảng trống trong mạng tinh thể, các quả cầu được đóng gói chặt chẽ. Những sắp xếp này được gọi là cấu trúc được đóng gói gần nhất hoặc đóng gói gần nhau của các hình cầu bằng nhau. Không gian trống giữa những quả cầu này được gọi là lỗ. Có ba loại lỗ; lỗ trống tam giác, lỗ tứ diện và lỗ trống bát diện. Một lỗ tam giác được hình thành giữa ba quả cầu. Hình dạng của lỗ này giống như một hình tam giác. Một lỗ tứ diện được hình thành khi đặt lớp cầu thứ hai lên lớp cầu sao cho lỗ tam giác bị mặt cầu che lại. Lỗ trống hình bát diện được hình thành khi người ta đặt lớp mặt cầu thứ hai lên lớp mặt cầu sao cho lỗ trống hình tam giác không bị che lấp. Bao bì đóng hình lục giác được ký hiệu là HCP. Sự sắp xếp này có hai lớp hình cầu trong một đơn vị lặp lại. Bao bì đóng khối được ký hiệu là CCP. Nó có ba lớp hình cầu trong một đơn vị lặp lại. Sự khác biệt chính giữa đóng gói hình lục giác và đóng gói hình khối là, một ô đơn vị của đóng gói hình lục giác có 6 hình cầu trong khi một ô đơn vị của đóng gói hình khối lập phương có 4 hình cầu.
Đóng gói Hình lục giác là gì?
Đóng gói hình lục giác (HCP) là sự sắp xếp các hình cầu trong một mạng tinh thể; có hai lớp cầu đặt chồng lên nhau tạo thành các lỗ tứ diện và bát diện. Điều này có nghĩa là lớp thứ hai của các quả cầu được đặt theo cách mà các lỗ tam giác của lớp thứ nhất bị các quả cầu của lớp thứ hai bao phủ. Lớp thứ ba của khối cầu giống với lớp đầu tiên và lớp thứ tư giống với lớp thứ hai, do đó, cấu trúc lặp lại. Do đó, đơn vị lặp lại của một sắp xếp đóng gói hình lục giác bao gồm hai lớp hình cầu.
Hình 01: Mô hình đóng gói hình lục giác
Vì cấu trúc giống nhau lặp lại sau mỗi hai lớp hình cầu, các hình cầu này lấp đầy 74% thể tích của mạng tinh thể một cách hiệu quả. Các không gian trống là khoảng 26%. Mỗi quả cầu trong cách sắp xếp này được bao quanh bởi 12 quả cầu lân cận. Khi xét tâm của 13 mặt cầu này (một mặt cầu + 12 mặt cầu lân cận), nó cho một hình chóp sáu mặt với đáy là lục giác. Điều này dẫn đến việc đặt tên cho cấu trúc này là cách sắp xếp đóng gói hình lục giác. Sắp xếp đóng gói hình lục giác có một lỗ hình bát diện lớn trên mỗi hình cầu được bao quanh bởi sáu hình cầu, và đối với mỗi hình cầu, có hai lỗ tứ diện được bao quanh bởi bốn hình cầu.
Bao bì đóng khối là gì?
Đóng gói dạng khối (CCP) là sự sắp xếp các hình cầu trong một mạng tinh thể; có ba lớp mặt cầu đặt chồng lên nhau, che tất cả các lỗ trống hình bát diện bởi lớp hình cầu thứ ba. Đơn vị lặp lại của một khối đóng gói chứa ba lớp hình cầu. Cách sắp xếp của lớp thứ nhất và lớp thứ hai tương tự như cách đóng gói hình lục giác. Nhưng lớp thứ ba được đặt theo một cách hoàn toàn khác. Nó được xếp chồng lên nhau trong khoảng trống của lớp hình cầu thứ hai. Điều này dẫn đến việc bao phủ tất cả các hình cầu bát diện. Do đó, cách sắp xếp đóng gói gần theo hình khối chỉ có các lỗ tứ diện.
Hình 02: So sánh giữa HCP và CCP
Việc đóng gói hình khối lấp đầy hiệu quả 74% thể tích mạng với các hình cầu và 26% là không gian trống. Vì đơn vị lặp lại của một khối đóng gói có ba lớp hình cầu, lớp thứ tư của hình cầu giống với lớp đầu tiên và lặp lại cùng một cấu trúc. Mỗi quả cầu trong cách sắp xếp này được bao quanh bởi 12 quả cầu lân cận. Có ba loại mạng tinh thể lập phương, dựa trên sự sắp xếp của các hình cầu và lỗ;
- Khối đơn giản (SC)
- Lập phương tâm mặt (FCC)
- Lập phương tâm thân (BCC)
Sự sắp xếp nhịp độ gần theo hình khối có thể được nhìn thấy trong sự sắp xếp FCC (hình khối hướng tâm). Ô đơn vị của một sắp xếp đóng gói gần khối có 4 hình cầu.
Điểm giống nhau giữa Đóng gói hình lục giác và Đóng gói hình khối là gì?
- Cả hai thuật ngữ Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối đều mô tả sự sắp xếp các hình cầu và lỗ (không gian trống) trong mạng.
- Cả cách sắp xếp Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối đều có hình cầu có 12 hình cầu lân cận.
- Cả cách sắp xếp Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối đều có 74% thể tích mạng tinh thể chứa đầy hình cầu và 26% được lấp đầy bởi các khoảng trống.
Sự khác biệt giữa Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối là gì?
Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối |
|
| Đóng gói hình lục giác là sự sắp xếp của các hình cầu trong một mạng tinh thể; có hai lớp cầu đặt chồng lên nhau, tạo thành các lỗ tứ diện và bát diện. | Đóng gói dạng khối là sự sắp xếp của các hình cầu trong một mạng tinh thể; có ba lớp hình cầu được đặt chồng lên nhau, bao phủ tất cả các lỗ hình bát diện bởi lớp hình cầu thứ ba. |
| Lỗ | |
| Đóng gói hình lục giác có các lỗ tứ diện và bát diện. | Đóng gói hình khối có các lỗ tứ diện, nhưng các lỗ hình bát diện được bao phủ bởi một lớp hình cầu. |
| Ô đơn vị | |
| Ô đơn vị của đóng gói hình lục giác có 6 hình cầu. | Ô đơn vị của đóng gói lập phương có 4 hình cầu. |
| Đơn vị lặp | |
| Đơn vị lặp lại của đóng gói hình lục giác có hai lớp hình cầu. | Đơn vị lặp lại của đóng gói khối lập phương có ba lớp hình cầu. |
Tóm tắt - Đóng gói Hình lục giác và Đóng gói Hình khối
Cách sắp xếp đóng gói hình lục giác và hình khối được sử dụng để mô tả sự sắp xếp của các hình cầu và lỗ trong mạng tinh thể. Sự khác biệt giữa đóng gói hình lục giác và đóng gói hình khối là một ô đơn vị của đóng gói hình lục giác có 6 hình cầu trong khi một ô đơn vị của đóng gói hình khối lập phương có 4 hình cầu.
