Diferencia clave: empaque cerrado hexagonal frente a empaque cerrado cúbico
Los términos empaque cerrado hexagonal (HCP) y empaque 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 redes (arreglos regulares). Al describir estos arreglos, los constituyentes de los que está hecha la red se conocen como esferas (átomos, moléculas o iones). Con el fin de maximizar la eficiencia del empaquetamiento y minimizar los espacios vacíos en la red, las esferas se empaquetan apretadamente. Estos arreglos se conocen como estructuras de empaquetamiento más cercano o empaquetamiento cercano de esferas iguales. Los espacios vacíos entre estas esferas se conocen como agujeros. Hay tres tipos de agujeros; agujero trigonal, agujero tetraédrico y agujero octaédrico. Un agujero trigonal se forma entre tres esferas. La forma de este agujero se asemeja a un triángulo. Un agujero tetraédrico se forma cuando la segunda capa de esferas se coloca sobre la capa de esferas de tal manera que el agujero trigonal queda cubierto por una esfera. El agujero octaédrico se forma cuando la segunda capa de esferas se coloca sobre una capa de esferas de tal manera que el agujero trigonal queda al descubierto. El empaque cerrado hexagonal se denota como HCP. Este arreglo tiene dos capas de esferas en una unidad repetitiva. El empaque compacto cúbico se denota como CCP. Tiene tres capas de esferas en una unidad repetitiva. La diferencia clave entre el empaquetamiento cerrado hexagonal y el empaquetamiento cerrado cúbico es que una celda unitaria de empaquetamiento cerrado hexagonal tiene 6 esferas, mientras que una celda unitaria de empaquetamiento cerrado cúbico tiene 4 esferas.
¿Qué es el empaque cerrado hexagonal?
El empaque cerrado hexagonal (HCP) es una disposición de esferas en una red; hay dos capas de esferas colocadas una sobre la otra, formando huecos tetraédricos y octaédricos. Esto significa que la segunda capa de esferas se coloca de tal manera que los agujeros trigonales de la primera capa quedan cubiertos por las esferas de la segunda capa. La tercera capa de esferas se parece a la primera capa, y la cuarta capa se parece a la segunda capa, por lo tanto, la estructura se repite. Por lo tanto, la unidad repetitiva de un arreglo de empaque cerrado hexagonal se compone de dos capas de esferas.
Figura 01: Modelo de empaque cerrado hexagonal
Dado que la misma estructura se repite 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 base hexagonal. Esto lleva a nombrar esta estructura como arreglo de empaque cerrado hexagonal. La disposición de empaquetamiento cerrado hexagonal tiene un orificio octaédrico grande por esfera que está rodeado por seis esferas, y también, para cada esfera, hay dos orificios tetraédricos rodeados por cuatro esferas.
¿Qué es Cubic Close Packing?
El empaque cerrado cúbico (CCP) es una disposición de esferas en una red; hay tres capas de esferas superpuestas, cubriendo todos los huecos octaédricos por 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 una manera completamente diferente. Se apila en los huecos de la segunda capa de esferas. Esto da como resultado cubrir todas las esferas octaédricas. Por lo tanto, la disposición de empaquetamiento cerrado cúbico solo tiene agujeros tetraédricos.
Figura 02: Comparación entre HCP y CCP
El empaquetamiento compacto 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 compacto cúbico tiene tres capas de esferas, la cuarta capa de esferas se asemeja a la primera capa y se repite la misma estructura. Cada esfera en este arreglo está rodeada por 12 esferas vecinas. Hay tres tipos de redes cúbicas, basadas en la disposición de esferas y agujeros;
- Cúbica simple (SC)
- Cúbica centrada en las caras (FCC)
- Cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
La disposición cúbica de ritmo cerrado se puede ver en la disposición FCC (cúbica centrada en las caras). La celda unitaria de un arreglo de empaque cerrado cúbico tiene 4 esferas.
¿Cuáles son las similitudes entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico?
- Tanto el término Empaquetado cerrado hexagonal como el Empaquetado cerrado cúbico describen la disposición de esferas y agujeros (espacios vacíos) en redes.
- Tanto el empaque cerrado hexagonal como el empaque cerrado cúbico tienen esferas que tienen 12 esferas vecinas.
- Tanto el empaque cerrado hexagonal como el empaque cerrado cúbico tienen un 74 % del volumen de la red lleno de esferas y un 26 % lleno de espacios vacíos.
¿Cuál es la diferencia entre el empaque cerrado hexagonal y el empaque cerrado cúbico?
Empaque cerrado hexagonal vs. Empaque cerrado cúbico |
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| El empaque cerrado hexagonal es una disposición de esferas en una red; hay dos capas de esferas colocadas una sobre la otra, formando huecos tetraédricos y octaédricos. | El empaque compacto cúbico es una disposición de esferas en una red; hay tres capas de esferas colocadas una sobre otra, cubriendo todos los huecos octaédricos por una tercera capa de esferas. |
| Agujeros | |
| El empaque cerrado hexagonal tiene agujeros tetraédricos y octaédricos. | El empaque cerrado cúbico tiene agujeros tetraédricos, pero los agujeros octaédricos están cubiertos por una capa de esferas. |
| Celda unitaria | |
| La celda unitaria del empaque cerrado hexagonal tiene 6 esferas. | La celda unitaria del empaquetamiento compacto cúbico tiene 4 esferas. |
| Unidad de repetición | |
| La unidad repetitiva del empaquetamiento cerrado hexagonal tiene dos capas de esferas. | La unidad repetitiva del empaque compacto cúbico tiene tres capas de esferas. |
Resumen: empaque cerrado hexagonal frente a empaque cerrado cúbico
La disposición de empaquetamiento cerrado hexagonal y cúbica se utiliza para describir la disposición de esferas y agujeros en redes. La diferencia entre el empaquetamiento cerrado hexagonal y el empaquetamiento cerrado cúbico es que una celda unitaria de empaquetamiento cerrado hexagonal tiene 6 esferas, mientras que una celda unitaria de empaquetamiento cerrado cúbico tiene 4 esferas.
