Kubiese digpakking

Die opbou van 'n kubiese digpakking

Die verband tussen die stapelrigting (liggaamsdiagonaal) en die kubiese sel

'n Kubiese digpakking is 'n kristallografiese digpakking wat die volgorde ...- A - B - C - A - B - C - ... het

Die simmetrie van 'n eenvoudige metaalrooster wat hierdie digpakking volg is kubies en besit die ruimtegroep Fm3m. Die as wat loodreg is aan die diggepakte lae, vorm die liggaamsdiagonaal van die kubiese eenheidsel. Die lengte van die A - B - C - A as is daarom $a_{o}{\sqrt {3}}$, waar $a_{o}$ die eenheidsvektor van die kubiese sel weergee.

Die kubiese sel is vlakgesentreer (fcc: face centered cubic) en daar is talle elemente wat metale is met 'n kristalstruktuur wat uit 'n eenvoudige kubiese digpakking van atome bestaan. In die strukturbericht-klassifikasie word hulle A1-strukture genoem. Van die metale met hierdie struktuur is goud, nikkel, stronsium, ytterbium en koper, wat die argetipe van hierdie struktuur is. Daar is egter ook edelgasse soos argon, neon en xenon wat hierdie struktuur aanneem as hulle by voldoende lae temperature vastestowwe vorm.

Omringing en pakking

'n Kuboktaëder

In hierdie digpakking besit elke atoom 12 naaste bure op 'n afstand van ${\frac {a_{o}}{\sqrt {2}}}$ Dit is die digste manier waarop atome in 'n rooster gestapel kan word. Die 12 bure beset die hoeke van 'n reëlmatige kuboktaëder.

Daar bestaan afgeleide strukture waarin 'n deel van die atome van die digpakking deur 'n ander soort atome vervang is, soos in die perovskiet-struktuur. Hulle het dan ook 'n 12-omringing wat 'n kuboktaëder vorm.

Interstisiële holtes

Die oktaëdriese en tetraëdriese holtes in die kubiese sel

Die kubiese sel besit 4 oktaëdriese en 8 tetraëdriese interstisiële holtes. In chemiese verbindings word hierdie holtes dikwels met ander atome of ione opgevul.

Afgeleide strukture

B1

'n Goeie voorbeeld hiervan is die halietstruktuur van die sout NaCl. Dit bestaan uit 'n kubiese digpakking van chloorione met natriumione wat alle oktaëderholtes opvul, of ons kan dit ook omdraai: 'n natriumpakking met chloor in sy oktaëderholtes. Hierdie struktuur word in die strukturbericht-klassifikasie met B1 aangedui.

A4

'n Ander variant is die diamantstruktuur wat die helfte van die tetraëderholtes gevuld het met nog 'n koolstofatoom. Hierdie is die A4-struktuur.

B3

Indien die atome in die tetraëderholtes tot 'n ander element behoort ontstaan die sfaleriet-struktuur, wat die kode B3 gekry het. Die argetipe is sink sulfied ZnS.

C1

Indien alle tetraëderholtes opgevul word met ander atome ontstaan die fluoriet-struktuur wat die kode C1 gekry het. Die argetipe is kalsiumfluoried CaF₂