Diferencia entre empaque cerrado hexagonal y empaque cerrado cúbico

15 de marzo de 2018 Escrito por Madu

Diferencia clave: acabado hexagonal embalaje en comparación con el empaque cerrado cúbico

Los términos empaque cerrado hexagonal (HCP) y empaque cerrado cúbico (CCP) se utilizan para denotar dos formas de disposición en geometría química. Estos términos explican la disposición de átomos, moléculas o iones en redes (arreglos regulares). Al describir estos arreglos, los componentes que forman la red se denominan esferas (átomos, moléculas o iones). Para maximizar la eficiencia de empaquetamiento y minimizar los vacíos de la red, las esferas se empaquetan de forma compacta. Estos arreglos se conocen como estructuras de empaquetamiento más cercanas o empaquetamiento más cercano de esferas similares. Los espacios vacíos entre estas bolas se llaman agujeros. Hay tres tipos de agujeros; agujero trigonal, agujero tetraédrico y agujero octaédrico. A agujero triangular se forma entre tres bolas. La forma de este agujero se asemeja a un triángulo. A agujero tetraédrico surge cuando la segunda capa de bolas se coloca encima de la capa de bolas de tal manera que el agujero trigonal está cubierto por una bola. Que agujero octaédrico surge cuando la segunda capa de bolas se coloca encima de una capa de bolas de tal manera que el agujero trigonal queda expuesto. El empaque hexagonal más cercano se llama HCP. Este arreglo tiene dos capas de bolas en una unidad repetitiva. El empaque cúbico más cercano se llama CCP. Tiene tres capas de bolas en una unidad repetitiva. Que diferencia principal entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico es que Una celda de unidad de empaque cerrado hexagonal tiene 6 esferas, mientras que una celda de unidad de empaque cerrado cúbica tiene 4 esferas.

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es el empaque cerrado hexagonal (HCP)?
3. ¿Qué es el Cubic Close Packing (CCP)?
4. Similitudes entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico
5. Comparación lado a lado: empaque cerrado hexagonal frente a empaque cerrado cúbico en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es el embalaje de cierre hexagonal?

Embalaje hexagonal más cercano (HCP) es una disposición de esferas en una cuadrícula; Hay dos capas de esferas colocadas una encima de la otra formando agujeros tetraédricos y octaédricos. Esto significa que la segunda capa de bolas se coloca de manera que los agujeros triangulares de la primera capa queden cubiertos por las bolas de la segunda capa. La tercera capa de esferas es similar a la primera capa y la cuarta capa es similar a la segunda capa, por lo que se repite la estructura. Por lo tanto, la unidad repetitiva de un empaque hexagonal más cercano consta de dos capas de esferas.

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Figura 01: Modelo de empaque cerrado hexagonal

Debido a que la misma estructura se repite cada dos capas de esferas, las esferas llenan eficientemente el 74% del volumen de la red. Las vacantes rondan el 26%. Cada esfera de esta matriz está rodeada por 12 esferas adyacentes. Si miras los centros de estas 13 esferas (una esfera + 12 esferas vecinas), obtienes una pirámide de seis lados con una base hexagonal. Esto conduce a la designación de esta estructura como una disposición de empaque hexagonal más cercana. La disposición de empaque hexagonal más cercana tiene un orificio octaédrico grande por esfera rodeado por seis esferas, y también hay dos orificios tetraédricos por cada esfera rodeado por cuatro esferas.

¿Qué es el empaquetamiento cerrado cúbico?

Embalaje cerrado cúbico (PCCh) es una disposición de esferas en una cuadrícula; Hay tres capas de esferas colocadas una encima de la otra, cubriendo todos los huecos octaédricos con una tercera capa de esferas. La unidad repetitiva de un empaque cerrado cúbico contiene tres capas de esferas. La disposición de la primera capa y la segunda capa es similar a la del empaque cerrado hexagonal. Pero la tercera capa se coloca de manera bastante diferente. Se apila en las cavidades de la segunda capa de esferas. Esto da como resultado que se cubran todas las esferas del octaedro. Por lo tanto, el arreglo de empaquetamiento cúbico más cercano tiene solo agujeros tetraédricos.

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Figura 02: Una comparación entre HCP y CCP

El empaquetamiento cerrado cúbico llena eficientemente el 74% del volumen de la red con esferas y el 26% es espacio vacío. Dado que la unidad repetitiva de un empaque cerrado cúbico tiene tres capas de esferas, la cuarta capa de esferas es similar a la primera capa y se repite la misma estructura. Cada esfera de esta matriz está rodeada por 12 esferas adyacentes. Hay tres tipos de redes cúbicas basadas en la disposición de esferas y agujeros;

1. Cúbico simple (SC)
2. Cúbico centrado en las caras (FCC)
3. Cúbico centrado en el cuerpo (BCC)

La disposición cúbica de paso cerrado se puede ver en la disposición FCC (Face Centered Cubic). La celda unitaria de un empaque cúbico más cercano tiene 4 esferas.

¿Cuáles son las similitudes entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico?

• Tanto los términos empaquetamiento compacto hexagonal como empaquetamiento compacto cúbico describen arreglos de esferas y agujeros (vacíos) en redes.
• Tanto las matrices compactas hexagonales como las cúbicas tienen esferas con 12 esferas adyacentes.
• Tanto para el empaque cerrado hexagonal como para el empaque cerrado cúbico, el 74 % del volumen de la red se llena con esferas y el 26 % con espacios vacíos.

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

Resumen - Cerrar hexágono embalaje en comparación con el empaque cerrado cúbico

Los arreglos de empaquetamiento compacto hexagonales y cúbicos se utilizan para describir el arreglo de esferas y agujeros en redes. La diferencia entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico es que una celda de unidad de empaque cerrado hexagonal tiene 6 esferas, mientras que una celda de unidad de empaque cerrado cúbica tiene 4 esferas.

Relación:

1. “Estructuras empaquetadas cerradas”. Química LibreTexts, Libretexts, 21 de febrero de 2018. Disponible aquí
2. "Embalaje cerrado de esferas similares". Wikipedia, Fundación Wikimedia, 8 de marzo de 2018. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1. "Célula unitaria empaquetada cerrada hexagonal" Por usuario: Greg L - Wikipedia en inglés, (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Pacto de empleo" por Christophe Dang Ngoc Chan (cdang) - Trabajo propio, (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia