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고체에 포장, 공극


닫기 포장은 고체 결정의 구의 배열을 의미하며 가장 적은 양의 여유 공간을 남기면서 가장 많이 사용 가능한 공간을 차지합니다. 닫기 포장은 최대 밀도 상태와 관련이 있습니다. 단단한 결정의 닫기 포장이 더 단단할수록 안정성이 될 것입니다. AA 결정에서, ligancy라고도하는 배위 수는 중앙 원자 또는 이온이 가장 가까운 이웃으로 가지고있는 원자, 이온 또는 분자의 수입니다.

고체의 1 차원 닫기 포장

구체를 1 차원 닫기 포장으로 배열하는 유일한 방법은 구체가 접촉하는 단일 행이나 줄에 배치하는 것입니다. 각 구체는 오른쪽과 왼쪽에 다른 두 구체와 연결되며 조정 번호 2가 있습니다.

고체의 2 차원 닫기 포장

고형물의 2d 닫기 포장에서 한 줄은 다른 행 위에 쌓입니다. 이 배열을하는 두 가지 방법이 있습니다.

1. 사각형 닫기 포장

두 번째 행은 첫 번째 행과 세 번째 행 사이에 배치됩니다. 두 번째 줄의 구체는 첫 번째 줄 바로 위에 있습니다. 구체는 모든 행에서 수평 및 수직으로 정렬됩니다.

행에는 유사한 유형의 구만 존재합니다. 행을 A 형 행이라고하고 마찬가지로 두 번째 행은 비슷한 A 형입니다. 여기서 A 형 행은 다른 행에 쌓여 있습니다. 이 배열은 AAA 유형 배열이라고 할 수 있습니다.

각 구체는 4 개의 다른 구와, 하나는 아래, 하나는 아래, 하나는 오른쪽과 왼쪽에 닿습니다. 따라서 조정 번호는 4입니다. 또한 인접한 인근 구체의 중심이 연결되면 사각형 모양을 형성하므로 이름이 제곱이 2 차원으로 고체로 포장을 닫습니다.

2. 육각형 닫기 포장

육각형 닫기 포장 배열에서, 두 번째 줄은 첫 번째 줄 위에 첫 번째 줄 위에 놓여있어 첫 번째 줄의 구체의 우울증에 맞는 경이로운 방식으로 배치됩니다.

육각형 닫기 포장 배열에는 두 가지 유형의 행이 있습니다. 한 유형의 행을 A- 타입 행이라고하고 첫 번째 행을 쌓는 경우 첫 번째 행을 쌓으면 B 유형 행이라고합니다. 더 많은 행이 다른 행에 다른 행에 쌓여있어 비틀 거리는 방식으로 쌓여 있어이 배열이 abab 유형을 만듭니다.

구 사이에는 빈 공간이 적고 밀접 포장은 정사각형 닫기 포장보다 단단하고 효율적입니다. 여기서 단일 구체는 6 개의 다른 구와 밀접한 관련이 있으며, 각각은 위와 아래에서 각각 2 개, 오른쪽과 왼쪽에서 1 개는 오른쪽과 왼쪽에서 1 개로 연결되어있어 조정 번호 6을 만듭니다.

이 6 개의 밀접하게 연결된 이웃 구체의 중심이 결합 될 때, 그것은 정기적 인 육각형 모양을 일으켜 육각형 닫기 패킹이라고 불립니다. 행 사이에 빈 공간이나 공허가있어서 삼각형 모양이 있습니다. 이 삼각형 공극에는 두 가지 유형이 있습니다. 정점이 위쪽을 향하게하는 반면, 다른 행에서는 정점이 아래쪽을 가리킬 것입니다.

고체의 3 차원 닫기 포장

가까운 포장 된 2 차원 구체를 다른 차원 위에 배치함으로써 3 차원 닫기 패킹이 달성됩니다. 그것들을 배열하는 두 가지 방법이 있습니다.

  • 2 차원 제곱 층

    에서

이 3 차원 배열에서, 두 번째 층은 제 1 층 위에 정확히 배치된다. 이 배열은 수직 및 수평으로 이러한 층을 정렬 할 것입니다. 더 많은 층이 비슷하게 배열되어 있습니다. 하나는 다른 층 위에 있습니다.

첫 번째 층이 A 형인 경우이 배열을 AAA 유형 배열이라고합니다. 따라서 생성 된 격자는 단순한 입방이 될 것입니다. 원시 입방 단위 셀이 있습니다.

입방 클로즈 포장의 조정 번호는 4가됩니다. 구가 차지하는 총 부피는 52%입니다. 또는 다른 관점에서, 포장 효율은 52%입니다.

이 형태로 결정화되는 유일한 금속은 폴로늄입니다.

  • 2 차원 육각형 층에서

이 배열은 상기 층의 구체가 아래의 우울증에 있도록 다른 2 차원 층의 하나의 층을 다른 층에 쌓아서 얻어진다.

.

첫 번째 및 두 번째 층이 다른 정렬되어 있으므로 첫 번째 층 A와 B를 호출 할 수 있습니다. 층이 쌓일 때, 두 번째 층이 첫 번째 층 위에 놓일 때 사면체 공극이 형성되는 것을 본다.

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다른 곳에서는 첫 번째 층의 삼각형 공극이 두 번째 층의 삼각형 공극 아래에있어서 서로 연장되지 않아 팔면체 공극을 형성한다는 것을 알 수 있습니다. 팔면체 공극은 6 개의 구로 덮여 있으며 6 개의 조정 번호가 있습니다.

우리는 두 번째 레이어 위에 세 번째 층을 두 가지 다른 방식으로 배치 할 수 있습니다.

  • 사면체 공극을 덮는

제 3 층의 구체는 두 번째 층의 사면체 공극을 둘러 볼 수 있습니다. 여기서 사면형 공극의 덮개가 발생합니다. 이 배열이 발생하면 제 3 층은 첫 번째 층과 동일한 방식으로 배치됩니다. 따라서이 교류 패턴은 전체 포장에 걸쳐 반복됩니다. 이 패턴은 Abab 패턴이라고도하며 육각형 닫기 패킹 (HCP)이라고도합니다. 마그네슘과 아연은이 배열을 보여줍니다.

  • 팔면체 공극을 덮는

이 배열에서, 제 3 층은 두 번째 층 위에 배치되어 두 번째 층의 팔면체 공극을 덮습니다. 이렇게 배치되면 세 번째 층은 첫 번째 레이어와 정렬되지 않으므로 C 유형이라고합니다.

네 번째 층이 세 번째 층 위에 배치되면 첫 번째 층과 정렬됩니다.

이 배열은 종종 ABCABC 유형이라고하며, 형성된 구조는 얼굴 중심 입방 (FCC) 또는 입방 밀착 (CCP)입니다. 구리와 은은이 격자에서 결정화되는 요소입니다.

포장 효율

격자 내에 포장 된 원자, 이온 또는 분자와 같은 구성 입자에 의해 점유 된 단위 세포에서 총 공간의 백분율을 포장 효율이라고합니다. 3 차원 공간에서,이 입자는 총 공간의 양을 침전시킨다. 계산할 수있는 구형 원자가 차지하는 고체의 총 부피의 비율을 고체의 포장 효율이라고합니다.

포장 효율을 결정하는 요인은 다음과 같습니다.

  • 단위 셀의 부피
  • 격자 구조의 원자 수
  • 원자의 부피

포장 효율은 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

포장 효율 =단위 셀의 총 부피 100%총 부피 1에 의해 점유 된 원자 부피 수

결론

고체의 닫기 포장은 빈 공간을 최소화하기 위해 고체의 이온 또는 원자의 단단한 포장을 나타냅니다. Close Packing은 안정성에 직접 비례합니다. 밀접한 포장 유형이 다릅니다. 1 차원은 연속으로 원자를 간단하게 배열하는 것입니다. 두 차원에서 다시 두 가지 방법이 있습니다.

한 줄의 구체를 다른 줄 바로 위에 놓고 두 번째 줄은 구의 구체를 이전 행의 우울증에 넣는 것입니다. 3 차원에서, 6 각형 닫기 패킹 (HCP)은 4 면체 공극을 덮고 팔면체 공극을 감싸서 입방 밀접 포장 (CCP)의 형성을 덮음으로써 형성된다. 포장 효율은 구성 입자에 의해 점유 된 단위 셀에서 총 공간의 백분율을 제공한다. 



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