تفاوت کلیدی – بسته بندی بسته شش ضلعی در مقابل بسته بندی بسته مکعبی
اصطلاح بسته بندی بسته شش ضلعی (HCP) و بسته بندی بسته مکعبی (CCP) برای نام بردن دو شکل آرایش در هندسه شیمیایی استفاده می شود. این اصطلاحات آرایش اتم ها، مولکول ها یا یون ها را در شبکه ها (آرایش منظم) توضیح می دهد. هنگام توصیف این ترتیبات، اجزایی که شبکه از آنها ساخته شده است به عنوان کره (اتم ها، مولکول ها یا یون ها) شناخته می شوند. به منظور به حداکثر رساندن راندمان بسته بندی و به حداقل رساندن فضاهای خالی در شبکه، کره ها به طور محکم بسته بندی می شوند. این چیدمان ها به ساختارهای نزدیک به بسته یا بسته بندی نزدیک کره های مساوی معروف هستند.فضاهای خالی بین این کره ها به عنوان سوراخ شناخته می شوند. سه نوع سوراخ وجود دارد. سوراخ مثلثی، سوراخ چهار وجهی و سوراخ هشت وجهی. یک سوراخ مثلثی بین سه کره تشکیل شده است. شکل این سوراخ شبیه یک مثلث است. حفره چهار وجهی زمانی ایجاد می شود که لایه دوم کره ها به گونه ای روی لایه کره ها قرار گیرند که سوراخ مثلثی توسط یک کره پوشانده شود. سوراخ هشت وجهی زمانی ایجاد می‌شود که لایه دوم کره‌ها بر روی لایه‌ای از کره‌ها قرار می‌گیرد به گونه‌ای که سوراخ مثلثی باز شود. بسته بندی بسته شش ضلعی به عنوان HCP نشان داده می شود. این آرایش دارای دو لایه کره در یک واحد تکرار شونده است. بسته بندی بسته مکعبی به عنوان CCP نشان داده می شود. دارای سه لایه کره در یک واحد تکرار شونده است. تفاوت کلیدی بین بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی مکعبی در این است که یک سلول واحد بسته بندی بسته شش ضلعی دارای 6 کره است در حالی که سلول واحد بسته بندی بسته مکعبی دارای 4 کره است.
بسته بندی بسته شش ضلعی چیست؟
بسته بندی نزدیک شش ضلعی (HCP) آرایش کره ها در یک شبکه است. دو لایه کره وجود دارد که روی هم قرار گرفته اند و سوراخ های چهار وجهی و هشت وجهی را تشکیل می دهند. این بدان معناست که لایه دوم کره ها به گونه ای قرار می گیرند که سوراخ های مثلثی لایه اول توسط کره های لایه دوم پوشانده می شود. لایه سوم کره ها شبیه لایه اول و لایه چهارم شبیه لایه دوم است، بنابراین ساختار تکرار می شود. بنابراین، واحد تکرار یک آرایش بسته بندی نزدیک شش ضلعی از دو لایه کره تشکیل شده است.
شکل 01: مدل بسته بندی بسته شش ضلعی
از آنجایی که ساختار مشابه بعد از هر دو لایه کره تکرار می شود، کره ها به طور موثر 74٪ از حجم شبکه را پر می کنند.فضاهای خالی حدود 26 درصد است. هر کره در این آرایش توسط 12 کره همسایه احاطه شده است. وقتی مرکز این 13 کره (یک کره + 12 کره همسایه) در نظر گرفته شد، یک هرم شش ضلعی با قاعده شش ضلعی به دست می دهد. این امر منجر به نامگذاری این سازه به ترتیب بسته بندی بسته شش ضلعی می شود. آرایش بسته بندی نزدیک شش ضلعی دارای یک سوراخ بزرگ هشت وجهی در هر کره است که توسط شش کره احاطه شده است و همچنین برای هر کره، دو سوراخ چهار وجهی وجود دارد که توسط چهار کره احاطه شده است.
Cubic Close Packing چیست؟
بسته بندی مکعبی (CCP) چینش کره ها در یک شبکه است. سه لایه از کره وجود دارد که یکی روی دیگری قرار گرفته اند و تمام سوراخ های هشت وجهی را با لایه سوم کره می پوشانند. واحد تکراری یک بسته بندی بسته مکعبی شامل سه لایه کره است. چینش لایه اول و لایه دوم شبیه به بسته بندی بسته شش ضلعی است. اما لایه سوم به روشی کاملاً متفاوت قرار گرفته است.در حفره های لایه دوم کره ها انباشته شده است. این منجر به پوشاندن تمام کره های هشت وجهی می شود. بنابراین، آرایش بسته بندی مکعبی فقط دارای سوراخ های چهار وجهی است.
شکل 02: مقایسه بین HCP و CCP
بسته بندی بسته مکعبی به طور موثر 74٪ از حجم شبکه را با کره پر می کند و 26٪ فضای خالی است. از آنجایی که واحد تکرار شونده بسته بندی مکعبی دارای سه لایه کره است، لایه چهارم کره ها شبیه لایه اول است و همان ساختار تکرار می شود. هر کره در این آرایش توسط 12 کره همسایه احاطه شده است. سه نوع شبکه مکعبی وجود دارد که بر اساس چیدمان گوی ها و سوراخ ها است؛
- مکعب ساده (SC)
- مکعب وجه محور (FCC)
- مکعب بدن محور (BCC)
آرایش مکعب نزدیک را می توان در آرایش FCC (مکعب در مرکز صورت) مشاهده کرد. سلول واحد یک آرایش بسته بندی مکعبی دارای 4 کره است.
چه شباهت هایی بین بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی بسته مکعبی وجود دارد؟
- هر دو اصطلاح بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی بسته مکعبی چینش کره ها و سوراخ ها (فضاهای خالی) را در شبکه ها توصیف می کنند.
- هم بسته بندی بسته شش ضلعی و هم بسته بندی بسته مکعبی، گوی هایی دارند که ۱۲ گوی مجاور دارند.
- هر دو بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی بسته مکعبی دارای 74 درصد حجم شبکه پر از کره و 26 درصد پر از فضاهای خالی هستند.
تفاوت بین بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی بسته مکعبی چیست؟
بسته بندی بسته شش ضلعی در مقابل بسته بندی بسته مکعبی |
|
| بسته بندی نزدیک شش ضلعی چینش کره ها در یک شبکه است. دو لایه کره وجود دارد که روی هم قرار گرفته اند و سوراخ های چهار وجهی و هشت وجهی را تشکیل می دهند. | بسته بندی مکعبی چینش کره ها در یک شبکه است. سه لایه کره وجود دارد که روی هم قرار گرفته اند و تمام سوراخ های هشت وجهی را با لایه سوم کره می پوشانند. |
| سوراخ | |
| بسته بندی نزدیک شش ضلعی دارای سوراخ های چهار وجهی و هشت وجهی است. | بسته بندی نزدیک مکعبی دارای سوراخ های چهار وجهی است، اما سوراخ های هشت وجهی توسط لایه ای از کره پوشانده شده است. |
| سلول واحد | |
| سلول واحد بسته بندی بسته شش ضلعی دارای ۶ کره است. | سلول واحد بسته بندی مکعبی دارای 4 کره است. |
| واحد تکرار | |
| واحد تکرار شونده بسته بندی نزدیک شش ضلعی دارای دو لایه کره است. | واحد تکرار شونده بسته بندی مکعبی دارای سه لایه کره است. |
خلاصه - بسته بندی بسته شش ضلعی در مقابل بسته بندی بسته مکعبی
آرایش بسته بندی نزدیک شش ضلعی و مکعبی برای توصیف آرایش کره ها و سوراخ ها در شبکه ها استفاده می شود. تفاوت بین بسته بندی بسته شش ضلعی و بسته بندی مکعبی در این است که یک سلول واحد بسته بندی بسته شش ضلعی دارای 6 کره است در حالی که سلول واحد بسته بندی مکعبی دارای 4 کره است.
