kulepakning

Tetteste kulepakning av like store kuler. I de to figurene symboliserer sirklene kuler som tenkes plassert over hverandre i horisontale lag; lagene er tegnet sett ovenfra. De nederste kulene (grå) ligger helt inntil hverandre, lag A. I groper på oversiden av dette laget ligger et kulelag, B (blå), hvor kulene også ligger inntil hverandre. Kulene i det tredje laget, C (grønne), kan plasseres på to måter: Den ene måten går ut på at kulene legges i groper rett over sentrum til kulene i lag A, for eksempel i punktet P i figur a. Kulene i det tredje laget og lag A blir da liggende rett over hverandre slik som i figuren. En kulepakning bygd på dette prinsippet kalles heksagonale tetteste kulepakning. I denne er det altså to lag (A og B) som avvekslende gjentar seg. Man skriver ofte at rekkefølgen av lag er ABAB... Den andre muligheten (figur b) går ut på at kulene i det tredje laget plasseres i groper som svarer til punktet Q i figur a. Det nye kulelaget (lag C) blir nå liggende noe forskjøvet både i forhold til lag A og lag B. En kulepakning bygd på dette prinsippet kalles kubisk tetteste kulepakning. Rekkefølgen av kulelagene her er ABCABC... Samlet fyller kulene i både den heksagonale og kubisk tetteste kulepakningen 74 prosent av det rommet som står til rådighet.

Krystallstruktur av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Kulepakning er pakning av like store kuler. Krystallstrukturen av mange metaller kan beskrives som en effektiv pakking av slike kuler.

Et sett av like store kuler pakket tett sammen i et plan, ville ligge som i figuren. Hver kule er omgitt av seks andre kuler i like stor avstand. Legger man en kule oppå, som også vist i figuren, vil den ligge mellom tre andre kuler. Avstanden til dem er som avstanden til de seks andre kulene i samme plan.

Legger man på ytterligere et slikt plan av kuler kan de legges på to måter. Enten vil i kulene i det tredje planet ligge rett over kulene i det første settet av kuler eller så ligger de forskjøvet. De to formene er den tetteste måten å pakke like store kuler på. Den første måten kalles etter symmetrien for kubisk tetteste kulepakning og den andre kalles heksagonal tetteste kulepakning. I begge formene er hvert kule omgitt av 12 andre kuler i like stor avstand: seks i samme plan og tre i planet over og tre i planet under.

Slik er atomene i mange metaller ordnet på. Jern-, kobolt- og nikkel-atomer er pakket i en kubisk tetteste kulepakning. Magnesium, titan og kobolt er pakket i en heksgonal tetteste kulepakning.

I begge formene for kulepakning finnes det mindre hull med særlig enkel og symmetrisk form. Avhengig av symmetrien kalles de trigonale- tetraeder- og oktederhull. Mindre atomer som hydrogen og karbon fra fremstilling av disse metallene kan ligge i disse hulrommene. Metallene vil da bli da sprø.

Metaller med heksagonal tetteste kulepakning er formbare (duktile), men oftest i mindre grad enn metaller med kubisk tetteste kulepakning. Også strukturen av noen enkle salter kan beskrives på grunnlag av en form for tetteste kulepakning. Det gjelder wurtzitt, ZnS, hvor svovelatomene er pakket som i kubisk tetteste kulepakning og sinkatomen er lokalisert i halvparten av de hulrommene som har tetraedriske omgivelser. Se også krystallografi.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg