Kulcs különbség – BCC vs FCC
A BCC és FCC kifejezéseket a kristályos szerkezetek két különböző elrendezésének megnevezésére használják. A BCC a testközpontú kockaszerkezetet, míg az FCC az arcközpontú kockaszerkezetet jelenti. Ezek köbös rácsok formái. Ezért ezekben az elrendezésekben gömbök (atomok, molekulák vagy ionok, amelyekből a rács áll) vannak elrendezve köbös szerkezetekben. A BCC egységcellájának gömbjei vannak a kocka sarkaiban és egy gömbje a kocka közepén. Mivel egy kockának nyolc sarka van, a BCC egységcellában lévő gömbök teljes száma 9. Az FCC egységcellája a kocka minden sarkában és minden kockalap közepén is gömbökkel rendelkezik. Ekkor az FCC egységcellája 12 gömbből áll. A legfontosabb különbség a BCC és az FCC között az, hogy a BCC koordinációs száma 8, míg az FCC koordinációs száma 12.
Mi az a BCC?
A BCC kifejezés a gömbök (atomok, molekulák vagy ionok, amelyekből a rács áll) testközpontú köbös elrendezését jelenti. Ebben az elrendezésben a gömbök egy kocka minden sarkában, egy gömb pedig a kocka közepén helyezkednek el. A rács egységsejtje az a legkisebb egység, amely a rács teljes szerkezetére hasonlít. Mivel egy kockának 8 sarka van, a BCC-struktúrában összesen 9 gömb található (nyolc a sarkokban és a középen).
A BCC egységcella sarkában lévő minden gömb azonban a szomszédos egységcella tagja. Ennek az az oka, hogy a rács sok egymásba csomagolt egységelemből áll. Mivel egy egységcellában 8 gömb van, amelyek más egységcellák sarkai, a BCC struktúra koordinációs száma 8. Ezután, ha egy BCC egységcellában lévő gömbök nettó összességét vesszük figyelembe, akkor 2 gömbje van, mert az egyik sarkában 1/8th gömb van. A nyolc sarok együtt egy gömböt alkot, és van egy gömb a közepén, az eredmények pedig két gömböt alkotnak.
01. ábra: BCC-struktúra
A BCC elrendezésű gömbök csomagolása nem szoros. Ez azt jelenti, hogy a gömbök BCC-ben való csomagolása nem szoros csomagolás, mint az FCC (face-cented cubic) vagy a HCP (hatszögletű zárt csomagolás). A BCC csomagolási tényezője 0,68. A tömítési tényező a gömbök térfogata az egységcella térfogatára vonatkoztatva. A BCC szerkezetű fémekre példa a lítium (Li), a nátrium (Na), a kálium (K), a króm (Cr) és a bárium (Ba).
Mi az FCC?
Az FCC kifejezés a gömbök arcközpontú köbös elrendezését jelenti. Ebben az elrendezésben a gömbök egy kocka (egységcella) minden sarkában és az egyes kockalapok közepén helyezkednek el. Itt is minden sarkokban lévő gömb a szomszédos egységcella tagja. Ettől eltekintve a kockalap közepén lévő minden gömb meg van osztva a szomszédos egységcellával.
2. ábra: FCC-struktúra
Az FCC koordinációs száma 12. Ez azért van, mert egységcellánként 12 gömb van megosztva más egységcellákkal. Az FCC egységcellában található gömbök nettó összértéke 4. Ez a következőképpen számítható ki.
Összes gömb a sarkokban=(1/8) x 8=1
Összes gömb köbfelületben=(1/2) x 6=3
Ezután az egységcellánkénti összes gömb=1 + 3=4
Az FCC szerkezetben több gömbcsomag található, mint a BCC-ben (a gömbök közelebb vannak egymáshoz). Az FCC szerkezet tömörítési tényezője 0,74. Ez azt jelenti, hogy a gömbök által elfogl alt térfogat és az egységcella teljes térfogata közötti arány 0,74. Néhány példa az FCC szerkezetű fémekre: alumínium (Al), réz (Cu), arany (Au), ólom (Pb) és nikkel (Ni).
Mi a hasonlóság a BCC és az FCC között?
- Mind a BCC, mind az FCC a köbös rácsok elrendezésének formája.
- Mind a BCC, mind az FCC struktúrák egységcellája egy kocka.
Mi a különbség a BCC és az FCC között?
BCC kontra FCC |
|
| A BCC kifejezés gömbök (atomok, molekulák vagy ionok, amelyekből a rács áll) testközpontú köbös elrendezését jelenti. | Az FCC kifejezés a gömbök arcközpontú köbös elrendezését jelenti. |
| Szférák elrendezése | |
| A BCC-nek gömbjei vannak a kocka nyolc sarkában és egy gömbje a kocka közepén. | Az FCC gömbökkel rendelkezik a kocka nyolc sarkában és a kockalapok közepén is. |
| Koordinációs szám | |
| A BCC struktúra koordinációs száma 8. | Az FCC struktúra koordinációs száma 12. |
| Csomagolási tényező | |
| A BCC tömörítési tényezője 0,68 | Az FCC csomagolási tényezője 0,74 |
| Gömbök száma egy egységcellában | |
| A BCC egységcellája összesen nettó 2 gömböt tartalmaz. | Az FCC egységcellája összesen nettó 4 gömböt tartalmaz. |
| Példák | |
| A BCC szerkezetű fémekre példa a lítium (Li), a nátrium (Na), a kálium (K), a króm (Cr) és a bárium (Ba). | Példák az FCC szerkezetű fémekre: alumínium (Al), réz (Cu), arany (Au), ólom (Pb) és nikkel (Ni). |
Összefoglaló – BCC kontra FCC
A BCC a testközpontú kocka elrendezést jelenti. Az FCC az arcközpontú kocka elrendezést jelenti. Ezeket az elrendezéseket az atomok, molekulák vagy ionok elhelyezkedésének és a rácsszerkezetben lévő üres terek leírására használják. A BCC és az FCC közötti különbség az, hogy a BCC koordinációs száma 8, míg az FCC koordinációs száma 12.
