Kluczowa różnica – BCC vs FCC
Pojęcia BCC i FCC są używane do nazwania dwóch różnych układów struktur krystalicznych. BCC oznacza strukturę sześcienną zorientowaną na ciało, podczas gdy FCC oznacza strukturę sześcienną zorientowaną na twarz. Są to formy sześciennych sieci. Dlatego układy te mają kule (atomy, molekuły lub jony, z których zbudowana jest sieć) ułożone w struktury sześcienne. Komórka elementarna BCC ma kule w rogach sześcianu i jedną kulę w środku sześcianu. Ponieważ w sześcianie jest osiem rogów, całkowita liczba sfer obecnych w komórce elementarnej BCC wynosi 9. Komórka elementarna FCC ma sfery w każdym rogu sześcianu, a także w środku każdej powierzchni sześciennej. Wtedy komórka elementarna FCC ma 12 sfer. Kluczową różnicą między BCC a FCC jest to, że numer koordynacyjny BCC to 8, podczas gdy numer koordynacyjny FCC to 12.
Co to jest UDW?
Termin BCC oznacza skupiony na ciele sześcienny układ kulek (atomów, cząsteczek lub jonów, z których wykonana jest sieć). W tym układzie kule znajdują się w każdym rogu sześcianu i jedna kula pośrodku sześcianu. Komórka elementarna sieci to najmniejsza jednostka, która przypomina całą strukturę sieci. Ponieważ sześcian ma 8 rogów, w strukturze BCC znajduje się łącznie 9 sfer (osiem w rogach plus jedna pośrodku).
Jednak każda sfera w rogu komórki elementarnej BCC jest członkiem sąsiedniej komórki elementarnej. Dzieje się tak, ponieważ sieć składa się z wielu upakowanych razem komórek elementarnych. Ponieważ w komórce elementarnej znajduje się 8 sfer, które są narożnikami innych komórek elementarnych, wiadomo, że numer koordynacyjny struktury BCC wynosi 8. Następnie, gdy rozpatruje się sumę netto sfer w komórce elementarnej BCC, ma ona 2 sfery, ponieważ jeden róg ma 1/8 sfer. Osiem rogów razem tworzy jedną sferę, aw środku jest jedna sfera, co daje dwie sfery.
Rysunek 01: Struktura BCC
Pakowanie kulek w układzie BCC nie jest ciasne. Oznacza to, że upakowanie kulek w BCC nie jest ciasnym upakowaniem, jak w FCC (ścianowo-centrowany sześcienny) lub HCP (heksagonalne ciasne upakowanie). Współczynnik pakowania BCC wynosi 0,68. Współczynnik upakowania to objętość kulek na objętość komórki elementarnej. Przykładami metali o strukturze BCC są lit (Li), sód (Na), potas (K), chrom (Cr) i bar (Ba).
Co to jest FCC?
Termin FCC oznacza skupiony na twarzy sześcienny układ kulek. W tym układzie kule znajdują się w każdym rogu sześcianu (komórki elementarnej) oraz w środkach każdej ściany sześciennej. Tutaj również każda kula w rogach jest członkiem sąsiedniej komórki elementarnej. Poza tym każda sfera w środku sześciennej ściany jest współdzielona z sąsiednią komórką elementarną.
Rysunek 2: Struktura FCC
Liczba koordynacyjna FCC wynosi 12. Dzieje się tak, ponieważ na komórkę elementarną przypada 12 sfer, które są współdzielone z innymi komórkami elementarnymi. Suma netto sfer obecnych w komórce jednostki FCC wynosi 4. Można ją obliczyć w następujący sposób.
Suma sfer w rogach=(1/8) x 8=1
Suma sfer w ścianach sześciennych=(1/2) x 6=3
Wtedy całkowita liczba sfer na komórkę=1 + 3=4
Struktura FCC ma więcej upakowania kulek niż struktura BCC (kulki upakowane są bliżej siebie). Współczynnik upakowania struktury FCC wynosi 0,74. Oznacza to, że stosunek objętości zajmowanej przez kule do całkowitej objętości komórki elementarnej wynosi 0,74. Niektóre przykłady metali o strukturze FCC to aluminium (Al), miedź (Cu), złoto (Au), ołów (Pb) i nikiel (Ni).
Jakie są podobieństwa między BCC i FCC?
- Zarówno BCC, jak i FCC są formami ułożenia sześciennych sieci.
- Komórką elementarną struktur BCC i FCC jest sześcian.
Jaka jest różnica między BCC a FCC?
BCC vs FCC |
|
| Termin BCC oznacza skupiony na ciele sześcienny układ kulek (atomów, cząsteczek lub jonów, z których wykonana jest sieć). | Termin FCC oznacza skupiony na twarzy sześcienny układ kulek. |
| Układ kul | |
| BCC ma kule w ośmiu rogach sześcianu i jedną kulę w środku sześcianu. | FCC ma kule w ośmiu rogach sześcianu, a także w środkach sześciennych ścian. |
| Numer koordynacyjny | |
| Numer koordynacyjny struktury BCC to 8. | Numer koordynacyjny struktury FCC to 12. |
| Czynnik pakowania | |
| Współczynnik pakowania BCC wynosi 0,68 | Współczynnik pakowania FCC wynosi 0,74 |
| Liczba sfer w komórce jednostkowej | |
| Komórka elementarna UDW ma w sumie 2 sfery netto. | Komórka elementarna FCC ma w sumie 4 sfery netto. |
| Przykłady | |
| Niektóre przykłady metali o strukturze BCC obejmują lit (Li), sód (Na), potas (K), chrom (Cr) i bar (Ba). | Niektóre przykłady metali o strukturze FCC to aluminium (Al), miedź (Cu), złoto (Au), ołów (Pb) i nikiel (Ni). |
Podsumowanie – BCC vs FCC
BCC oznacza sześcienny układ skoncentrowany na ciele. FCC oznacza układ sześcienny zorientowany na twarz. Te układy służą do opisu położenia atomów, cząsteczek lub jonów oraz pustych przestrzeni obecnych w strukturze sieciowej. Różnica między BCC i FCC polega na tym, że numer koordynacyjny BCC to 8, podczas gdy numer koordynacyjny FCC to 12.
