Dallimi kryesor – Paketimi i ngushtë gjashtëkëndor kundrejt paketimit të mbyllur kubik
Termat paketim i mbyllur gjashtëkëndor (HCP) dhe paketim i mbyllur kub (CCP) përdoren për të emërtuar dy forma rregullimesh në gjeometrinë kimike. Këto terma shpjegojnë renditjen e atomeve, molekulave ose joneve në rrjeta (rregullime të rregullta). Kur përshkruhen këto rregullime, përbërësit nga të cilët është bërë rrjeta njihen si sfera (atome, molekula ose jone). Për të maksimizuar efikasitetin e paketimit dhe për të minimizuar hapësirat boshe në grilë, sferat janë të paketuara fort. Këto aranzhime njihen si struktura të mbushura më afër ose paketim i ngushtë i sferave të barabarta. Hapësirat boshe midis këtyre sferave njihen si vrima. Ekzistojnë tre lloje vrimash; vrima trigonale, vrima tetraedrale dhe vrima tetëedrale. Një vrimë trigonale është formuar midis tre sferave. Forma e kësaj vrime i ngjan një trekëndëshi. Një vrimë tetraedrale formohet kur shtresa e dytë e sferave vendoset në shtresën e sferave në mënyrë të tillë që vrima trigonale të mbulohet nga një sferë. Vrima oktaedrale formohet kur shtresa e dytë e sferave vendoset në një shtresë sferash në mënyrë të tillë që vrima trigonale të jetë e zbuluar. Paketimi i ngushtë gjashtëkëndor shënohet si HCP. Ky rregullim ka dy shtresa sferash në një njësi përsëritëse. Paketimi i mbyllur kubik shënohet si CCP. Ai ka tre shtresa sferash në një njësi përsëritëse. Dallimi kryesor midis paketimit të ngushtë gjashtëkëndor dhe paketimit të ngushtë kubik është se, një qelizë njësi e paketimit të ngushtë gjashtëkëndor ka 6 sfera ndërsa një qelizë njësi e paketimit të ngushtë kubik ka 4 sfera.
Çfarë është paketimi i ngushtë gjashtëkëndor?
Paketimi i ngushtë gjashtëkëndor (HCP) është një rregullim i sferave në një grilë; ka dy shtresa sferash të vendosura njëra mbi tjetrën, duke formuar vrima tetraedrale dhe tetëedrale. Kjo do të thotë se shtresa e dytë e sferave vendoset në atë mënyrë që vrimat trigonale të shtresës së parë të mbulohen nga sferat e shtresës së dytë. Shtresa e tretë e sferave i ngjan shtresës së parë, dhe shtresa e katërt i ngjan shtresës së dytë, kështu që struktura përsëritet. Prandaj, njësia përsëritëse e një rregullimi gjashtëkëndor të paketimit të ngushtë përbëhet nga dy shtresa sferash.
Figura 01: Modeli i paketimit gjashtëkëndor të ngushtë
Meqenëse e njëjta strukturë përsëritet pas çdo dy shtresash sferash, sferat mbushin me efikasitet 74% të vëllimit të rrjetës. Hapësirat bosh janë rreth 26%. Çdo sferë në këtë rregullim është e rrethuar nga 12 sfera fqinje. Kur u morën parasysh qendrat e këtyre 13 sferave (një sferë + 12 sfera fqinje), ajo jep një piramidë gjashtëkëndëshe me një bazë gjashtëkëndore. Kjo çon në emërtimin e kësaj strukture si rregullim gjashtëkëndor i paketimit të ngushtë. Rregullimi i paketimit të ngushtë gjashtëkëndor ka një vrimë të madhe tetëedrale për sferë, e cila rrethohet nga gjashtë sfera, dhe gjithashtu, për secilën sferë, ka dy vrima tetraedrale të rrethuara nga katër sfera.
Çfarë është Paketimi Kubik Close?
Paketimi i ngushtë kub (CCP) është një rregullim i sferave në një grilë; ka tre shtresa sferash të vendosura njëra mbi tjetrën, duke mbuluar të gjitha vrimat oktaedrale me një shtresë të tretë sferash. Njësia përsëritëse e një paketimi të ngushtë kub përmban tre shtresa sferash. Rregullimi i shtresës së parë dhe shtresës së dytë është i ngjashëm me atë të paketimit të ngushtë gjashtëkëndor. Por shtresa e tretë vendoset në një mënyrë krejtësisht të ndryshme. Është grumbulluar në zbrazëtirat e shtresës së dytë të sferave. Kjo rezulton në mbulimin e të gjitha sferave oktaedrale. Prandaj, marrëveshja e paketimit të ngushtë kubike ka vetëm vrima tetraedrale.
Figura 02: Një Krahasim ndërmjet HCP dhe CCP
Mbushja me kubik mbush në mënyrë efikase 74% të vëllimit të rrjetës me sfera dhe 26% është hapësirë boshe. Meqenëse njësia përsëritëse e një paketimi të ngushtë kub ka tre shtresa sferash, shtresa e katërt e sferave i ngjan shtresës së parë dhe e njëjta strukturë përsëritet. Çdo sferë në këtë rregullim është e rrethuar nga 12 sfera fqinje. Ekzistojnë tre lloje të grilave kubike, bazuar në rregullimin e sferave dhe vrimave;
- Kub i thjeshtë (SC)
- kubik në qendër të fytyrës (FCC)
- kubik në qendër të trupit (BCC)
Rregullimi kubik i ritmit të afërt mund të shihet në rregullimin FCC (kubik në qendër të fytyrës). Qeliza njësi e një rregullimi kubik të paketimit të ngushtë ka 4 sfera.
Cilat janë ngjashmëritë midis paketimit të ngushtë gjashtëkëndor dhe paketimit të ngushtë kubik?
- Të dy termat e paketimit të mbyllur gjashtëkëndor dhe të paketimit kubik të mbyllur përshkruajnë renditje të sferave dhe vrimave (hapësirat boshe) në rrjeta.
- Si aranzhimet e paketimit gjashtëkëndor të ngushtë dhe kubik i mbyllur kanë sfera që kanë 12 sfera fqinje.
- Të dy aranzhimet e paketimit të mbyllur gjashtëkëndor dhe paketimit kubik të mbyllur kanë 74% të volumit të rrjetës të mbushur me sfera dhe 26% të mbushura me hapësira boshe.
Cili është ndryshimi midis paketimit të ngushtë gjashtëkëndor dhe paketimit të ngushtë kubik?
Paketim Gjashtëkëndor i Mbyllur vs Paketim Kubik i Mbyllur |
|
| Paketimi i ngushtë gjashtëkëndor është një rregullim i sferave në një grilë; ka dy shtresa sferash të vendosura njëra mbi tjetrën, duke formuar vrima tetraedrale dhe tetëedrale. | Paktimi i ngushtë kubik është një rregullim i sferave në një grilë; ka tre shtresa sferash të vendosura njëra mbi tjetrën, duke mbuluar të gjitha vrimat oktaedrale me një shtresë të tretë sferash. |
| Vrima | |
| Paketimi i ngushtë gjashtëkëndor ka vrima tetraedrale dhe tetëedrale. | Paketimi i ngushtë kubik ka vrima tetraedrale, por vrimat tetëkëndore mbulohen nga një shtresë sferash. |
| Qeliza njësi | |
| Qeliza njësi e paketimit të ngushtë gjashtëkëndor ka 6 sfera. | Qeliza njësi e paketimit të ngushtë kubik ka 4 sfera. |
| Njësi përsëritëse | |
| Njësia përsëritëse e paketimit të ngushtë gjashtëkëndor ka dy shtresa sferash. | Njësia përsëritëse e paketimit të ngushtë kubik ka tre shtresa sferash. |
Përmbledhje – Paketimi Gjashtëkëndor i Mbyllur kundrejt Paketimit Kubik të Mbyllur
Rregullimi i paketimit të ngushtë gjashtëkëndor dhe kubik përdoret për të përshkruar renditjen e sferave dhe vrimave në grila. Dallimi midis paketimit të ngushtë gjashtëkëndor dhe paketimit të ngushtë kubik është se një qelizë njësi e paketimit të ngushtë gjashtëkëndor ka 6 sfera ndërsa një qelizë njësi e paketimit të ngushtë kubik ka 4 sfera.
