Hauptunterschied – BCC vs. FCC
Die Begriffe BCC und FCC werden verwendet, um zwei unterschiedliche Anordnungen kristalliner Strukturen zu benennen. BCC steht für körperzentrierte kubische Struktur, während FCC für flächenzentrierte kubische Struktur steht. Dies sind Formen von kubischen Gittern. Daher haben diese Anordnungen Kugeln (Atome, Moleküle oder Ionen, aus denen das Gitter besteht), die in kubischen Strukturen angeordnet sind. Die Einheitszelle von BCC hat Kugeln in den Ecken eines Würfels und eine Kugel in der Mitte des Würfels. Da ein Würfel acht Ecken hat, beträgt die Gesamtzahl der in einer BCC-Einheitszelle vorhandenen Kugeln 9. Die Einheitszelle der FCC hat Kugeln in jeder Ecke eines Würfels und auch in der Mitte jeder Würfelfläche. Dann hat die Einheitszelle von FCC 12 Kugeln. Der Hauptunterschied zwischen BCC und FCC besteht darin, dass die Koordinationszahl von BCC 8 ist, während die Koordinationszahl von FCC 12 ist.
Was ist BCC?
Der Begriff BCC steht für die kubisch-raumzentrierte Anordnung von Kugeln (Atome, Moleküle oder Ionen, aus denen das Gitter aufgebaut ist). Bei dieser Anordnung befinden sich die Kugeln in jeder Ecke eines Würfels und eine Kugel in der Mitte des Würfels. Eine Einheitszelle eines Gitters ist die kleinste Einheit, die der gesamten Struktur des Gitters ähnelt. Da ein Würfel 8 Ecken hat, gibt es in einer BCC-Struktur insgesamt 9 Kugeln (acht in den Ecken plus eine in der Mitte).
Allerdings ist jede Kugel in der Ecke der Einheitszelle von BCC ein Mitglied der benachbarten Einheitszelle. Das liegt daran, dass das Gitter aus vielen zusammengepackten Elementarzellen besteht. Da es 8 Kugeln in einer Elementarzelle gibt, die die Ecken anderer Elementarzellen sind, ist die Koordinationszahl der BCC-Struktur als 8 bekannt. Wenn man dann die Nettosumme der Kugeln in einer BCC-Einheitszelle betrachtet, hat sie 2 Kugeln, weil eine Ecke 1/8tel von Kugeln hat. Die acht Ecken bilden zusammen eine Sphäre, und in der Mitte befindet sich eine Sphäre, die zusammen zwei Sphären ergibt.
Abbildung 01: BCC-Struktur
Die Kugelpackung in BCC-Anordnung ist nicht dicht. Das heißt, die Kugelpackung in BCC ist keine dichte Packung wie in FCC (kubisch flächenzentriert) oder HCP (hexagonal dicht gepackt). Der Packungsfaktor von BCC beträgt 0,68. Der Packungsfaktor ist das Volumen der Kugeln pro Volumen der Einheitszelle. Beispiele für Metalle mit BCC-Struktur sind Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Chrom (Cr) und Barium (Ba).
Was ist FCC?
Der Begriff FCC steht für die flächenzentrierte kubische Anordnung von Kugeln. Bei dieser Anordnung befinden sich die Kugeln in jeder Ecke eines Würfels (Einheitszelle) und in den Zentren jeder Würfelfläche. Auch hier ist jede Kugel in den Ecken ein Mitglied der benachbarten Einheitszelle. Abgesehen davon wird jede Kugel im Zentrum der Würfelfläche mit der angrenzenden Elementarzelle geteilt.
Abbildung 2: FCC-Struktur
Die Koordinationszahl von FCC ist 12. Das liegt daran, dass es 12 Kugeln pro Einheitszelle gibt, die mit anderen Einheitszellen geteilt werden. Die Nettosumme der in der FCC-Einheitszelle vorhandenen Kugeln beträgt 4. Sie kann wie folgt berechnet werden.
Gesamtkugeln in Ecken=(1/8) x 8=1
Gesamtkugeln in kubischen Flächen=(1/2) x 6=3
Dann ist die Gesamtzahl der Kugeln pro Einheitszelle=1 + 3=4
Die FCC-Struktur hat eine größere Packung von Kugeln als die von BCC (die Kugeln packen dichter zusammen). Der Packungsfaktor der FCC-Struktur beträgt 0,74. Das bedeutet, dass das Verhältnis zwischen dem von Kugeln eingenommenen Volumen und dem Gesamtvolumen der Einheitszelle 0,74 beträgt. Einige Beispiele für Metalle mit FCC-Struktur sind Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Gold (Au), Blei (Pb) und Nickel (Ni).
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen BCC und FCC?
- Sowohl BCC als auch FCC sind Anordnungsformen kubischer Gitter.
- Die Einheitszelle von BCC- und FCC-Strukturen ist ein Würfel.
Was ist der Unterschied zwischen BCC und FCC?
BCC gegen FCC |
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| Der Begriff BCC steht für die kubisch-raumzentrierte Anordnung von Kugeln (Atome, Moleküle oder Ionen, aus denen das Gitter aufgebaut ist). | Der Begriff FCC steht für die flächenzentrierte kubische Anordnung von Kugeln. |
| Anordnung der Kugeln | |
| BCC hat Kugeln in den acht Ecken eines Würfels und eine Kugel in der Mitte des Würfels. | FCC hat Kugeln in den acht Ecken eines Würfels und auch in der Mitte der Würfelflächen. |
| Koordinierungsnummer | |
| Die Koordinationszahl der BCC-Struktur ist 8. | Die Koordinationszahl der FCC-Struktur ist 12. |
| Verpackungsfaktor | |
| Der Packungsfaktor von BCC beträgt 0,68 | Der Packungsfaktor von FCC beträgt 0,74 |
| Anzahl der Kugeln in einer Einheitszelle | |
| Eine Einheitszelle von BCC hat insgesamt netto 2 Sphären. | Eine Einheitszelle von FCC hat insgesamt 4 Kugeln netto. |
| Beispiele | |
| Einige Beispiele für Metalle mit BCC-Struktur sind Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Chrom (Cr) und Barium (Ba). | Einige Beispiele für Metalle mit FCC-Struktur sind Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Gold (Au), Blei (Pb) und Nickel (Ni). |
Zusammenfassung – BCC vs. FCC
BCC steht für die körperzentrierte kubische Anordnung. FCC steht für die flächenzentrierte kubische Anordnung. Diese Anordnungen werden verwendet, um die Position von Atomen, Molekülen oder Ionen und die in einer Gitterstruktur vorhandenen Leerräume zu beschreiben. Der Unterschied zwischen BCC und FCC besteht darin, dass die Koordinationszahl von BCC 8 ist, während die Koordinationszahl von FCC 12 ist.
