Diferencia entre el embalaje de cierre hexagonal y el embalaje de cierre cúbico

Diferencia Clave - Cierre Hexagonal Embalaje vs Cubic Close Packing
 

Los términos embalaje cerrado hexagonal (HCP) y embalaje cerrado cúbico (CCP) se utilizan para nombrar dos formas de disposición en geometría química. Estos términos explican la disposición de átomos, moléculas o iones en celosías (disposiciones regulares). Al describir estas disposiciones, los constituyentes a partir de los cuales se fabrica la red se conocen como esferas (átomos, moléculas o iones). Con el fin de maximizar la eficiencia del empaque y minimizar los espacios vacíos en la red, las esferas están fuertemente empaquetadas. Estas disposiciones se conocen como estructuras empaquetadas más cercanas o empaquetamiento cerrado de esferas iguales. Los espacios vacíos entre estas esferas se conocen como agujeros. Hay tres tipos de agujeros; Agujero trigonal, orificio tetraédrico y orificio octaédrico. UNA agujero trigonal Se forma entre tres esferas. La forma de este agujero se asemeja a un triángulo. UNA agujero tetraédrico se forma cuando la segunda capa de esferas se coloca en la capa de esferas de tal manera que el agujero trigonal está cubierto por una esfera. los agujero octaédrico se forma cuando la segunda capa de esferas se coloca sobre una capa de esferas de tal manera que el agujero trigonal se descubre. El embalaje cerrado hexagonal se denota como HCP. Esta disposición tiene dos capas de esferas en una unidad de repetición. El embalaje cerrado cúbico se denota como PCC. Tiene tres capas de esferas en una unidad de repetición. los diferencia clave entre el embalaje cerrado hexagonal y el embalaje cerrado cúbico es que, una celda unitaria de empaquetadura estrecha hexagonal tiene 6 esferas mientras que una celda unitaria de empaquetadura cerrada hexagonal tiene 4 esferas.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es el embalaje cerrado hexagonal (HCP)
3. ¿Qué es el empaque de cierre cúbico (PCC)?
4. Similitudes entre el embalaje de cierre hexagonal y el embalaje de cierre cúbico
5. Comparación lado a lado: embalaje de cierre hexagonal frente a embalaje de cierre cúbico en forma de tabla
6. Resumen

¿Qué es el embalaje de cierre hexagonal??

Embalaje cerrado hexagonal (HCP) es una disposición de esferas en una celosía; Hay dos capas de esferas colocadas una sobre la otra, formando agujeros tetraédricos y octaédricos. Esto significa que la segunda capa de esferas se coloca de tal manera que los agujeros trigonales de la primera capa están cubiertos por las esferas de la segunda capa. La tercera capa de esferas se asemeja a la primera capa, y la cuarta capa se asemeja a la segunda capa, por lo tanto, la estructura se repite. Por lo tanto, la unidad de repetición de una disposición de empaquetadura cerrada hexagonal se compone de dos capas de esferas.

Figura 01: Modelo de empaque de cierre hexagonal

Como la misma estructura se repite después de cada dos capas de esferas, las esferas llenan eficientemente el 74% del volumen de la red. Los espacios vacíos rondan el 26%. Cada esfera en este arreglo está rodeada por 12 esferas vecinas. Cuando se consideraron los centros de estas 13 esferas (una esfera + 12 esferas vecinas), se obtiene una pirámide de seis lados con una base hexagonal. Esto lleva a nombrar esta estructura como un arreglo de embalaje cerrado hexagonal. La disposición de empaquetadura cerrada hexagonal tiene un gran agujero octaédrico por esfera que está rodeado por seis esferas, y también, para cada esfera, hay dos agujeros tetraédricos rodeados por cuatro esferas.

Que es Cubic Close Packing?

Envase cerrado cúbico (PCC) es una disposición de esferas en una celosía; Hay tres capas de esferas colocadas una sobre la otra, cubriendo todos los agujeros octaédricos por una tercera capa de esferas. La unidad de repetición de un empaquetamiento cerrado cúbico contiene tres capas de esferas. La disposición de la primera capa y la segunda capa es similar a la de la empaquetadura estrecha hexagonal. Pero la tercera capa se coloca de una manera completamente diferente. Se apila en los vacíos de la segunda capa de esferas. Esto se traduce en cubrir todas las esferas octaédricas. Por lo tanto, la disposición de empaquetamiento de cierre cúbico tiene solo agujeros tetraédricos.

Figura 02: Una comparación entre HCP y CCP

La empaquetadura de cierre cúbico llena de manera eficiente el 74% del volumen de la red con esferas y el 26% es espacio vacío. Como la unidad de repetición de un empaquetamiento cerrado cúbico tiene tres capas de esferas, la cuarta capa de esferas se parece a la primera capa y la misma estructura se repite. Cada esfera en este arreglo está rodeada por 12 esferas vecinas. Hay tres tipos de celosías cúbicas, basadas en la disposición de esferas y agujeros;

1. Cúbico simple (SC)
2. Cara cúbica centrada (FCC)
3. Cúbica centrada en el cuerpo (BCC)

La disposición de estimulación de cierre cúbico se puede ver en la disposición FCC (cúbica centrada en la cara). La celda unitaria de un arreglo de embalaje cerrado cúbico tiene 4 esferas.

Cuáles son las similitudes entre el empaque de cierre hexagonal y el empaque de cierre cúbico?

• Tanto los términos Hexagonal Close Packing como Cubic Close Packing describen arraignaciones de esferas y agujeros (espacios vacíos) en celosías.
• Tanto los arreglos de empaque de cierre hexagonal como de empaque de cierre cúbico tienen esferas que tienen 12 esferas vecinas.
• Tanto los arreglos de empaque de cierre hexagonal como de empaque de cierre cúbico tienen 74% del volumen de celosía lleno de esferas y 26% de espacio vacío..

¿Cuál es la diferencia entre el empaque de cierre hexagonal y el empaque de cierre cúbico??

Embalaje de cierre hexagonal vs Embalaje de cierre cúbico
El embalaje cerrado hexagonal es una disposición de esferas en una celosía; Hay dos capas de esferas colocadas una sobre la otra, formando agujeros tetraédricos y octaédricos..	El empaquetamiento cerrado cúbico es una disposición de esferas en una celosía; hay tres capas de esferas colocadas una sobre la otra, cubriendo todos los agujeros octaédricos por una tercera capa de esferas.
Agujeros
El embalaje cerrado hexagonal tiene agujeros tetraédricos y octaédricos..	El empaquetamiento cerrado cúbico tiene agujeros tetraédricos, pero los agujeros octaédricos están cubiertos por una capa de esferas.
Celda unitaria
La celda unitaria de empaque hexagonal cerrado tiene 6 esferas..	La celda unitaria de empaquetamiento cerrado cúbico tiene 4 esferas..
Unidad de repetición
La unidad de repetición de empaque hexagonal cerrado tiene dos capas de esferas.	La unidad de repetición de embalaje cerrado cúbico tiene tres capas de esferas.

Resumen - Cierre hexagonal Embalaje vs Cubic Close Packing

La disposición de empaque cerrado hexagonal y cúbico se usa para describir la disposición de esferas y orificios en celosías. La diferencia entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico es que una celda unitaria del empaque cerrado hexagonal tiene 6 esferas, mientras que una celda unitaria del empaque cerrado cúbico tiene 4 esferas.

Referencia:

1. “Estructuras empaquetadas más cercanas”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 de febrero de 2018. Disponible aquí 
2. "Embalaje cerrado de esferas iguales". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8 de marzo de 2018. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1.'Unidad hexagonal de paquete compacto por usuario: Greg L - Wikipedia en inglés, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia 
2.'Empilamiento compacto 'Por Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Trabajo propio, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia