四面体剖分的实现

四面体剖分的实现
四面体剖分的实现

四面体剖分的实现

1 研究现状

网格剖分算法经历了从平面到曲面,再到三维实体剖分的发展过程,国内外学者为推动网格剖分的发展做出了很多贡献。作为当前网格生成领域研究热点的四面体剖分,出现了很多方法,其中比较成熟和普遍使用的算法有:Delaunay 法和前沿推进法,以及映射法、栅格法、模板法和多区域法等。

Delaunay法在三维空间存在边界一致性和薄元处理等问题,由于这些问题的存在,使Delaunay法适用范围有限,稳定性不好。针对存在的这些问题,Y Bai 等改良了约束Delaunay网格生成算法;陈学工等提出可消除退化现象引起的潜在错误的方法。前沿推进法是节点和单元同步生成。前沿推进法是一种全自动网格剖分算法,三维的前沿推进法是从待剖分域的表面三角形集合(称作初始前沿队列)开始,循环往复,当前沿队列为空时结束的一种网格划分方法。前沿推进法缺乏一般性的理论支撑,要进行大量的算术判断,占用了大量时间,因此对数据结构的要求很髙,对于三维空间前沿推进法还存在收敛性等问题。基于此很多人都对前沿推进法做了改进工作,吴宝海等提出一种两侧推进的波前法,Li等人采用由内而外的波前推进的方式生成了全六面体网格。

除过以上介绍的算法,四面体网格划分有针对不同问题的算法。如陈一民等提出对多面体进行划分的算法; B Jonathan等提出一种多材质的四面体网格生成算法;J Wang等提出了一种能得到高质量四面体网格的自适应算法;S Tian 等提出了一种在模型轮廓的基础上生成网格的算法;R Montenegro等提出自动生成自适应四面体网格的算法。

如何自动划分网格逐渐成为有限元法发展的瓶颈,许多科学家和工程师在全自动有限元网格划分算法的研巧和实现上努力。网格生成是实际问题求解的前提,对于超薄、相邻或包含关系的复杂模型,生成符合实际要求的有限元网格是一个耗时很大的任务。此时,网格的自动生成算法节省时间的同时提供了髙精度,保证了问题分析的准确性。自动网格剖分算法发展至今,很多商业软件如Fluent、Ansys、Hyper mash等都提供了相应的网格剖分模块,对于规则的几何形状,生

成的网格可很好的解决一般线性问题,但很难对复杂或非线性问题生成符合工程实际要求的高质量网格。虽然己有很多针对不同问题而且发展成熟的网格剖分理论算法,由于工程实践中模型的复杂性、差异性越来越大,使理论算法向工程实际的转化成为有限元法应用的难点问题。

随着四面体剖分应用领域的不断扩大、研究层次的不断深入,四面体剖分遇到了越来越大的挑战,有时为了得到更好的剖分结果,需要几种剖分方法的结合。J Kucwaj等讨论了结合前沿推进法的三维Delaunay网格生成法的效率问题;Fumiaki Nobuyama等在Dynamic Bubble System基础上使用通用图形处理器提出了一种并行自动网格生成算法;Yami Wang等提出了一种对于复杂模型的三维混合网格生成算法;Yan Li等和常丽娟等都分别提出前沿推进法和Delaunay法相互结合的网格划分算法。

四面体网格剖分还有很多开源的三维网格生成器,如Netgen、Tetgen和Gambit等。这些开源代码为研究者提供了强大理论和技术支持,由于可针对要分析的具体问题在这些开源代码上做任意改进,所以应用很广泛,研究人员提出了很多基于此的理论创新和实际应用。如孙黎明等在Netgen的基础上提出应用于层状地质体的四面体网格剖分算法;荆永滨等利用Tetgen实现了复杂FLAC 3D模型可视化的建模。其中Netgen是奥地利科学家Joachim Schoberl编写的以前沿推进法为基础的网格剖分程序,是网格剖分程序中极为先进和完善的开源代码,在三维网格剖分领域应用很广。

2 四面体网格生成算法概述

四面体划分算法有点集的、区域的和限定的网格剖分算法。点集的四面体划分是给定一个空间点的集合,要求生成网格单元的顶点都是给定点集中的点;区域的四面体剖分是给定区域的内外边界,将其剖分成许多四面体的集合,单元的顶点无限制,可根据需要在区域内任意加点;限定的四面体剖分是网格剖分要满足指定的一些点、线、面的限定条件,如图1所示生成限定四面体网格的截面图,A、B、C为约束点,约束线段MN、DE,一个长方形的约束平面和一个球形的约束曲面。

图1 限定的网格剖分

(1)Delaunay法

Delaunay法生成的网格的主要特征:最小角最大化和空圆(球)特性。常用的Delaunay法有逐点插入法、边/面交换算法、分治算法等。在这些算法中,逐点插入法是己经很成熟的方法,Bowyer-Watson法是使用最多的一种逐点插入法,大部分Delaunay算法都是基于Bowyer-Watson法和边/面交换法的。

Bowyer-Watson法是基于空圆(球)特性的逐点插入法,在三维空间的基本流程如图2所示,点P是插入的节点。国内外学者对Bowyer-Watson法做了很多研究,Borouchaki和George Zagaris等分别提出了两种三维快速Bowyer-Watson 算法。

图2 Bowyer-Watson算法流程

边/面交换算法比Bowyer-Watson算法实现简单,通过有限步的边/面交换操作总是可以使网格满足Delaunay准则。Guibasi等提出了一个二维空间的边/面交换算法;Joe将边/面交换算法推广到了三维。

(2)前沿推进法

前沿推进法生成的网格质量高,且能保证边界一致。前沿推进法的思想是先离散模型的边界区域,二维空间是线段的集合,三维空间是三角面片的集合。这些线段或三角面片作为前沿面集合进行推进,当填满整个区域时剖分结束。如图3所示的是二维前沿推进法的基本过程。

图3 前沿推进法示意图

前沿推进法的基本流程如下。

(a)确定前沿面集合。由实体模型的闭合曲面兰角形组成

(b)当前前沿。从前沿面集合中选取前沿作为当前前沿

(c)计算最优点位置。根据单元尺寸控制方法计算最优点的插入位置

(d)选择最佳节点。在候选队列中依次检查,从而可可以找到一个符合相关有效性检查的节点作为最佳节点,并与当前前沿生成四面体网格(e)更新前沿面集合。删除当前前沿,把新生成的前沿面放到前沿面集合(3)映射法

映射法有网格生成速度快、单元密度可控制、单元质量高等优点,对多连通域模型,将模型分解成若干个可直接使用映射法的区域,再使用映射法。映射法是通过合理的映射将物理空间区域映射到参数空间,再在参数空间进行网格剖分,最后逆向映射。

(4)多区域法

多区域法基于分治思想,它是把复杂的待剖分区域分解成多个子区域,然后对各个子区域利用成熟的网格剖分算法生成网格。

使学生了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构.

第 一 节 甲烷 1、 使学生了解甲烷的结构式和甲烷的正四面体结构。 2、 使学生掌握甲烷的化学性质,实验室制法和收集方法。 3、 使学生了解取代反应。 4、 培养学生观察、分析实验现象,形成规律性认识,并应用概念认识新事物的思维能力。 甲烷的实验室制法,甲烷的化学性质,取代反应。 甲烷的分子结构、甲烷的取代反应。 实验5——1、实验5——2用品 二课时 自学——辅导法 [引 言]1、什么是有机物?定义:含碳元素的化合物(碳氢化合物及其衍生 物)称为有机化合物。简称有机物(注意:CO 、CO 2、H 2CO 3及碳 盐例外,它们称为无机物)。 2、有机物与人类的关系。 3、人类早期、和现在取得有机物的手段。 [阅 读]P115页上 [提 问]1、有机物和无机物的种类比较(多少) 2、为什么有机物的种类繁多? 3、组成有机物的元素。 4、那类有机物叫烃?最简单的烃是什么? [简 述]有机物的特点: ①有机物种类繁多,结构复杂。 ②大多数有机物难溶于水而易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。 ③绝大多数有机物受热易分解,而且容易燃烧。 ④绝大多数有机物是非电解质,不易导电,熔点低。 ⑤有机物所起的化学反应比较复杂,一般比较慢,并且还常伴随有副反应发 生。 [板 书] 第一节 甲 烷 一、甲烷的分子结构 [阅 读]P115页——116页上 要求掌握:⑴甲烷的分子式 ⑵甲烷的电子式 ⑶甲烷的结构式 ⑷甲烷的分子结构示意图

[展示甲烷的球辊模型和比例模型]加深对甲烷的正四面体结构的认识。 CH4分子中1个C与4个H形成一个四面体,C在正四面体中心,4个H在正四面体的4个顶点。 ①键角:109°28 ˊ正四面体 ②键长:C-H键键长:1.09×10-10m ③键能:413 KJ·mol-1 但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事,为方便起见,一般采用平面的结构式。 [板书]甲烷的物理性质 ⑴无色、无味气体 ⑵在标准状况下,ρ=0.717g·L-1 ⑶极难溶于水 [板书]二、甲烷的实验室制法 1、原料:无水CH 3 COONa和干燥的碱石灰(NaOH和CaO)。 2、反应原理: CH 3-C0ONa + NaOH △ → Na 2 CO 3 + CH 4 ↑ CaO的作用 ①干燥剂(吸收反应中的水分产生) ②疏松剂(使生产的CH 4 易于外逸) ③防止试管破裂(防止NaOH在高温下与玻璃反应) [提问]讨论制取甲烷的装置与制取什么气体相同?为什么?[学生回答]与制氧气、氨气的装置相同(S+S g) [板书]三、甲烷的化学性质 1、甲烷的氧化反应 CxHy + (x+y/4) O 2点燃 → xCO 2 + y/2H 2 O *若在甲烷燃烧导管上方罩一个烧杯,烧杯内沾有石灰水能观察到什么现象? 火焰呈淡蓝色,烧杯内部有水蒸气凝结,石灰水变浑浊,同时放出大量的热。 证明:甲烷燃烧时有二氧化碳和水生成 用途:甲烷燃烧时要放出大量的热,故甲烷可用作燃料。 注意:如果点燃甲烷和氧气(或空气)的混和物,它立即发生爆炸,爆炸极限为:空气中含甲烷:5—15% 氧气中含甲烷:5.4—59.2%。所以点燃甲烷前必须检验纯度。 在煤矿矿井里要采取通风,严禁烟火等安全措施。 [实验5——4]演示 [讲述]高锰酸钾的酸性溶液是强的氧化剂。甲烷与之不反应说明甲烷很稳定,甲烷与强酸、强碱也不反应。 [板书]2、甲烷的取代反应 [实验5——2]演示 [学生讨论]由你观察到的现象,可以分析得到那些实验信息? [回答] 1、混合气体在光照下发生了化学反应。 2、生成了新的油状物质。

正四面体

正四面体 常用性质: 1、正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形,所有棱长都相等。 它有4个面,6条棱,4个顶点。正四面体是最简单的正多面体。 2、正四面体属于正三棱锥,但是正三棱锥只需要底面为正三角形,其他三个面是全等的等腰三角形就可以,不需要四个面全等且都是等边三角形。因此,正四面体是特殊的正三棱锥。 3、基本性质:正四面体是一种柏拉图多面体,正四面体与自身对偶。 正四面体的重心、四条高的交点、外接球、内切球球心共点,此点称为中心。 正四面体的对边相互垂直。正四面体的对棱相等。 正四面体内任意一点到四个面的距离之和为定值 3 。 4、相关数据当正四面体的棱长为a时,一些数据如下: (中心把高分为1:3两部分} 2体积: 3 12 对棱中点的连线段的长: 2,两邻面夹角满足 1 cos 3 α=。 若将正四面体放进一个正方体内,则该正方体棱长为 2,其实,正四面体的棱切球 即为次正方体的内切球。 5、建系方法1.设有一正四面体D-ABC棱长为a 以AB边为y轴A为顶点ABC所属平面为xOy面建系四个顶点的坐标依次为 其他性质: 正四面体有一个在其内部的内切球和七个与四个面都相切的旁切球,其中有三个旁切球球心在无穷远处。 正四面体有四条三重旋转对称轴,六个对称面。 正四面体可与正八面体填满空间,在一顶点周围有八个正四面体和六个正八面体。 正四面体体积占外接球体积的2*3^0.5/9*π,约12.2517532%。 内切球体积占正四面体体积的π*3^0.5/18,约30.2299894%。 两条高夹角:2ArcSin(√6/3)=ArcCos(-1/3)=≈1.91063 32362 49(弧度)或109°28′16″39428 41664 889。这一数值与三维空间中求最小面有关,也是蜂巢底菱形的钝角的角度. 侧棱与底面的夹角:ArcCos(√3/3) 正四面体的对棱相等。具有该性质的四面体符合以下条件: 1.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四面体每对对棱的中点的连线垂直于这两条棱。 2.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四面体每对对棱中点的三条连线相互垂直。 3.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四条中线相等。 化学中CH4,CCl4,SiH4等物质也是正四面体结构。正四面体键角是109度28分,约为109.47°。

中心极限定理的内涵和应用

中心极限定理的内涵和应用 在概率论与数理统计中,中心极限定理是非常重要的一节内容,而且是概率论与数理统计之间承前启后的一个重要纽带。中心极限定理是概率论中讨论随机变量和的分布以正态分布为极限的一组定理。这组定理是数理统计学和误差分析的理论基础,指出了大量随机变量之和近似服从于正态分布的条件。故为了深化同学们的理解并掌握其重要性,本组组员共同努力,课外深入学习,详细地介绍了中心极限定理的内涵及其在生活实践中的应用。 一、独立同分布下的中心极限定理及其应用 在对中心极限定理的研究中,我们不妨由浅入深地来学习,为此我们先来研究一下在独立同分布条件下的中心极限定理,即如下的定理1: 定理l (林德伯格-勒维中心极限定理)设{}n X 是独立同分布的随机变量序列,且0)(,)(2>==σμi i X Var X E 存在,若记 n n X Y n i i n σμ-= ∑=1 则对任意实数y ,有 {}?∞--∞→=Φ=≤y t n n t y y Y P .d e π21)(lim 22 (1) 证明:为证明(1)式,只须证}{n Y 的分布函数列弱收敛于标准正态分布。由定理可知:只须证}{n Y 的特征函数列收敛于标准正态分布的特征函数。为此,设μ-n X 的特征函数为)(t ?,则n Y 的特征函数为 n Y n t t n ??????=)()(σ?? 又因为E(μ-n X )=0,Var(μ-n X )=2σ,所以有()0?'=0,2)0(σ?-=''。 于是,特征函数)(t ?有展开式 )(2 11)(2)0()0()0()(22222t o t t o t t +-=+''+'+=σ???? 从而有 =??????+-=+∞→+∞→n n Y n n t o n t t n )(21lim )(lim 22?22t e - 而22 t e -正是N(0,1)分布的特征函数,定理得证。

正四面体的结构与稳定性

正四面体的结构与稳定性 江苏省如皋市丁堰中学冒春建 226521 物质的组成、结构决定物质的性质。如果某物质具有稳定的空间构型,就有稳定的性质。那么怎么样的空间构型才是稳定的呢?按照价键理论,只要化学键的键角方向与其成键原子的价电子云在空间的伸展方向一致,则成键原子间的作用力最强烈,而成键电子与成键电子之间的排斥力最小(即通常所说的“键角张力”),非成键原子或原子团之间的空间距离最大,达到最大程度的舒展,使非成键原子或原子团间的空间位阻最小,具有这样的结构其内能最小,结构稳定。 正四面体结构是中学生所遇化学物质中最常见的空间构型之。例如,原子晶体中的金刚石、晶体硅、水晶等,它们的熔沸点高、硬度大,通常情况下很难跟一般的化学试剂反应,表现出较强的稳定性;分子晶体中的甲烷、四氯化碳等,它们在通常情况下与大多数化学试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等都不起反应,也表现出较强的稳定性。这是什么原因呢?因为在这些物质中,碳原子、硅原子都是以四个sp3杂化轨道与其相邻的四个原子形成典型的共价键基团“CC4”、“SiSi4”、“SiO4”或小分子“CH4”、“CCl4”,它们的键角方向与其中心原子的四个sp3杂化轨道的空间伸展方向一致,均为109°28′,不存在“键角张力”。并且它们的成键原子的电子云之间达到最大程度的重叠,键能大,内能低,结构稳定,所以它们的性质也稳定。 我们知道,浓硫酸中+6价的硫具有强氧化性,而稀硫酸中同样为+6价的硫却没有氧化性,这是为什么呢?在浓硫酸中,+6价的硫绝大多数是以H2SO4分子形式存在,而H2SO4分子的空间构型是不规则的四面体,在H2SO4分子中O—S—O键的键角与硫原子的四个sp3杂化轨道的空间伸展方向(夹角为109°28′)不一致,化学键之间存在较强的“键角张力”,内能较大。并且四个S—O键的键长不等,使位于中间的+6价硫原子的周围空间相对来说有一定的空隙,易受到具有还原性微粒的攻击,夺得电子,从而表现出氧化性。 在稀硫酸中,+6价的硫原子是以自由移动的SO42-离子形式存在,而SO42-离子的空间构型是正四面体,所有的S—O键都是沿着硫原子的四个sp3杂化轨道在空间的伸展方向成键,不存在化学键之间的“键角张力”,四个S—O键的键长、键能完全相同,四个氧原子均匀地、等距离地分布在硫原子周围,使位于正四面体中心的+6价硫原子难以被其它原子或原子团攻击,也就没有得电子的可能性,故稀硫酸中+6价的硫没有氧化性。 又如,氨气和硝酸中的氮元素分别处于最低价态-3价和最高价态+5价,按理说,前者具有较强的还原性,后者具有很强的氧化性,两者相遇应发生强烈的氧化还有反应,而事实上,它们之间发生的是非氧化还原反应(简单的化合反应),这又是什么原因呢?这是由于N H3分子中的氮原子在成键时的四个sp3杂化轨道有一个被自身的孤对电子占领,当它遇到H+后很快形成N→H配位键,变成N H4+离子。而N H4+离子的空间构型又是正四面体,四个N—H键的键长、键能均完全一样,键角均为109°28′,与N原子的四个sp3杂化轨道的夹角完全吻合,不存在“键角张力”;四个氢原子也均匀地分布在氮原子周围,使位于中心的-3价氮原子难以被其它原子或原子团进攻。故氨气在遇到硝酸、浓硫酸等酸性强氧化剂时,表现不出还原性。但是,当N H3在一定条件下,遇到CuO、Cl2等氧化剂时又表现出一定的氧化性。这是因为N H3分子中,N原子的四个sp3杂化轨道中有一个被孤对电子占用,根据价电子对互斥原理,N—H键间的夹角受孤对电子的排斥挤压,键角不再是109°28′,而是107°,故N H3分子中氮原子的周围空间不是被氢原子均匀包围,氮原子的价电子云有了一定程度的“裸露”,较易受到其它氧化性微粒的进攻,从而表现出一定的还原性。

(完整版)大数定律及中心极限定理

第五章大数定律及中心极限定理 【基本要求】1、了解切比雪夫不等式; 2、了解切比雪夫大数定律,Bernoulli大数定律和辛钦大数定律成立的条件及结论; 3、了解独立同分布的中心极限定理(列维—林德伯格定理)和德莫佛—拉普拉斯 中心极限定理(二项分布以正态分布为极限分布)的应用条件和结论,并会用 相关定理近似计算有关随机事件的概率。 【本章重点】切比雪夫不等式,切比雪夫大数定理及Bernoulli大数定理。 【本章难点】对切比雪夫大数定理及独立同分布的中心极限定理的理解。 【学时分配】2学时 【授课内容】 §5.1 大数定律 0.前言 在第一章我们提到过事件发生的频率具有稳定性,即随着试验次数的增加,事件发生的频率逐渐稳定于某个常数,这一事实显示了可以用一个数来表征事件发生的可能性大小,这使人们认识到概率是客观存在的,进而由频率的三条性质的启发和抽象给出了概率的定义,而频率的稳定性是概率定义的客观基础。在实践中人们还认识到大量测量值的算术平均值也具有稳定性,而这种稳定性就是本节所要讨论的大数定律的客观背景,而这些理论正是概率论的理论基础。 下面介绍三个定理,它们分别反映了算术平均值及频率的稳定性。 一、切比雪夫大数定律 1

2 事件的频率稳定于概率,能否有p n lim n n =μ∞→,答案是否定的。而是用)(0}{ ∞→→ε≥-μn p n P n [依概率收敛]来刻划 (弱)。或者用{}1n n P p n →∞ μ???→=[a.e.收敛] 来刻划(强)。 1.定义:设ΛΛ,,,,21n X X X 是一个随机变量序列,a 是一个常数,若对于任意正数ε,有 ()1lim =<-∞ →εa X P n n , 则称序列ΛΛ,,,,21n X X X 依概率收敛于a .记为a X P n ?→? . 2.切比雪夫不等式 设随机变量ξ具有有限的期望与方差,则对0>?ε,有 2 ) ())((ε ξεξξD E P ≤ ≥-或2 ) (1))((ε ξεξξD E P - ≥<- 证明:我们就连续性随机变量的情况来证明。设~()p x ξ,则有 2 2 ()()(())(())()()x E x E x E P E p x dx p x dx ξ ε ξ ε ξξξεε -≥-≥--≥= ≤ ?? 22 2 1 () (())()D x E p x dx ξξεε+∞ -∞ ≤ -= ? 该不等式表明:当)(ξD 很小时,))((εξξ≥-E P 也很小,即ξ的取值偏离)(ξE 的可能性很小。这再次说明方差是描述ξ取值分散程度的一个量。 切比雪夫不等式常用来求在随机变量分布未知,只知其期望和方差的情况下,事件 {}E ξξε-≥概率的下限估计;同时,在理论上切比雪夫不等式常作为其它定理证明的工具。 3.定理1(切比雪夫大数定律) 设}{n ξ是相互独立的随机变量序列,每一随机变量都有有限的方差,且一致有界,即存在 常数C ,使Λ,2,1)(=≤i C D i ξ,则对任意的0>ε,有01111 =ε≥ξ-ξ∑∑==∞→})(E n n {P lim n i n i i i n [即

判断分子的构型

二、判断分子构型——价层电子对互斥理论(VSEPR) 现代化学的重要基础之一是分子(包括带电荷的离子)的立体结构。实验测出,SO3分子是呈平面结构的,O—S—O的夹角等于120o,而SO32-离子却是呈三角锥体,硫是锥顶,三个氧原子是三个锥角,象一架撑开的照相用的三角架。又例如SO2的三个原子不在一条直线上,而CO2却是直线分子等等。价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构,我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构,并用来进一步确定分子或离子的结构。 价层电子对互斥理论认为,在一个共价分子中,中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些,这样电子对彼此之间的排斥力最小,整个分子最为稳定。这样也就决定了分子的空间结构。也正因此,我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。例如:甲烷分子(CH4),中心原子为碳原子,碳有4个价电子,4个氢原子各有一个电子,这样在中心原子周围有8个电子,4个电子对,所以这4个电子对互相排斥,为了使排斥力最小,分子最稳定,它们只能按正四面体的方式排布。这样就决定了CH4的正四面体结构。 利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下: ①确定中心原子A价层电子对数目。中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半,就是中心原子A价层电子对的数目。例如BF3分子,B原子有3个价电子,三个F原子各提供一个电子,共6个电子,所以B 原子价层电子对数为3。计算时注意:(ⅰ)氧族元素(ⅥA族)原子作为配位原子时,可认为不提供电子(如氧原子有6个价电子,作为配位原子时,可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构),但作为中心原子时,认为它提供所有的6个价电子。(ⅱ)如果讨论的是离子,则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43-离子中P原子的价层电子数应加上3,而NH4+离子中N原子的价层电子数则应减去1。(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子,可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子,O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5,当作3对电子看待。 ②确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示:

正四面体

正四面体是一种柏拉图多面体,正四面体与自身对偶。 正四面体的重心、四条高的交点、外接球、内切球球心共点,此点称为中心。 正四面体有一个在其内部的内切球和七个与四个面都相切的旁切球,其中有三个旁切球球心在无穷远处。 正四面体有四条三重旋转对称轴,六个对称面。 正四面体可与正八面体填满空间,在一顶点周围有八个正四面体和六个正八面体。 化学中CH4,CCl4等分子也呈正四面体状。 相关数据 当正四面体的棱长为a时,一些数据如下: 高:√6a/3。中心把高分为1:3两部分。 表面积:√3a^2 体积:√2a^3/12 对棱中点的连线段的长:√2a/2 外接球半径:√6a/4,正四面体体积占外接球体积的2*3^0.5/9*π,约12.2517532%。 内切球半径:√6a/12,内切球体积占正四面体体积的π*3^0.5/18,约30.2299894%。 棱切球半径:√2a/4. 两条高夹角:2ArcSin(√6/3)=ArcCos(-1/3)=≈1.91063 32362 49(弧度)或109°28′16″39428 41664 889。这一数值与三维空间中求最小面有关,也是蜂巢底菱形的钝角的角度. 两邻面夹角:2ArcSin(√3/3)=ArcCos(1/3)≈1.23095 94173 4077(弧度)或70°31′43″60571 58335 111,与两条高夹角在数值上互补。 侧棱与底面的夹角:ArcCos(√3/3) 正四面体的对棱相等。具有该性质的四面体符合以下条件: 1.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四面体每对对棱的中点的连线垂直于这两条棱。 2.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四面体每对对棱中点的三条连线相互垂直。 3.四面体为对棱相等的四面体当且仅当四条中线相等。

icem-cfd 四面体网格模块tetra介绍

ICEM CFD四面体网格模块Tetra介绍

概述 T t z Tetra方法 z几何图形所要求的必备条件z Tetra处理综述 z示例实践 z ICEM CFD Prism介绍

Tetra方法,or... What the Heck is an Octree? ...at t e ec s a Oct ee? 网格尺寸信息已经在几何图形中规定了 z z潜在的网格填满限制框 z细分网格使其与几何图形一致 , ?divided in half in three dimensions , hence Octree z Cutter程序确定边界表面单元 z表面网格是体网格的结果 z光滑功能实现较好的单元质量

所有程序综述 z创建或读入几何图形 z将实体分配到几何图形数据库 z定义网格全局尺寸和在所选实体上的尺寸z产生网格 提高网格质量(光滑等) z提高网格质量(光滑,等) z输出到分析软件

Tetra的几何图形 z需要封闭的曲面模型 ?将曲面显示为实体 ?查找丢失的表面 ?查找洞或缺口 ?Tetra允许有较小的缺口(与当地单元尺寸比较)z关键特征处的点和曲线 z用材料点定义体 Missing inlet surface Missing inlet surface

点和曲线的使用 在尖角处包括点 z z包括曲线以限制节点能够放在关键特征处?在表面交叉处 ?at ‘kinks’ in surfaces z在曲面交接比较光滑处不要包括曲线 z NOTE: failing to include points and curves will result in mesh which is ‘chamfered’ at corners

Hypermesh四面体网格划分

Hypermesh四面体网格划分 Hypermesh四面体网格划分 1.长按ctrl键后,左键,旋转,,中间键,缩放,,右键,移动, 放大后的图像按F字母键可以恢复原来的大小。 2.Entity:实体 3.实体划分网格后删除网格 4.Volume tetra: Tetra mesh:四面体网格 Volume tetra:直接四面体网格划分 Use Curvature:运用曲率,在有曲率的地方细化网格 Use proximity:在尺寸小的地方细化网格

5.Tetra mesh:四面体网格 先生成表面的网格,再由表面的网格扩展成体网格查看生成的表面网格, 按“F5键”出现以下界面 Shift+左键,选中一部分,选中的部分变白 按“mask”键,出现下图,

按“unmask all”恢复。 6.shift+F5: 7.F10键,检查窗口 Warpage:翘曲 aspect:长宽比 skew:扭曲 tet collapse,塌陷 Vol skew:空间扭曲 Min angle:最小角 Max angle:最大角 8.塌陷部分重新划分,即有缺陷的网格部分,,

F10---save failed,然后切换到F5键---elems,单元,---retrieve ,调出保存的图形,---reverse,选中合格的单元,---mask,隐藏,只剩下有缺陷的单元 Tool---find,工具框,---find attached---选中一部分---find键 3D---tetra remesh---elems,displayed,---remesh 9.快速网格划分,需自己设置参数,,

典型的晶体结构

典型的晶体结构 1.铁 铁原子可形成两种体心立方晶胞晶体:910℃以下为α-Fe,高于1400℃时为δ-Fe。在这两种温度之间可形成γ-面心立方晶。这三种晶体相中,只有γ-Fe能溶解少许C。问:1.体心立方晶胞中的面的中心上的空隙是什么对称?如果外来粒子占用这个空隙,则外来粒子与宿主离子最大可能的半径比是多少? 2.在体心立方晶胞中,如果某空隙的坐标为(0,a/2,a/4),它的对称性如何?占据该空隙的外来粒子与宿主离子的最大半径比为多少? 3.假设在转化温度之下,这α-Fe和γ-F两种晶型的最相邻原子的距离是相等的,求γ铁与α铁在转化温度下的密度比。 4.为什么只有γ-Fe才能溶解少许的C? 在体心立方晶胞中,处于中心的原子与处于角上的原子是相接触的,角上的原子相互之间不接触。a=(4/3)r。 ①②③ 1.两个立方晶胞中心相距为a,也等于2r+2r h[如图①],这里r h是空隙“X”的半径,a =2r+2r h=(4/3)r r h/r=0.115(2分) 面对角线(2a)比体心之间的距离要长,因此该空隙形状是一个缩短的八面体,称扭曲八面体。(1分) 2.已知体心上的两个原子(A和B)以及连接两个晶体底面的两个角上原子[图②中C和D]。连接顶部原子的线的中心到连接底部原子的线的中心的距离为a/2;在顶部原子下面的底部原子构成晶胞的一半。空隙“h”位于连线的一半处,这也是由对称性所要求的。所以我们要考虑的直角三角形一个边长为a/2,另一边长为a/4[图③],所以斜边为16 /5a。(1分)r+r h=16 /5a=3/5r r h/r=0.291(2分) 3.密度比=42︰33=1.09(2分) 4.C原子体积较大,不能填充在体心立方的任何空隙中,但可能填充在面心立方结构的八面体空隙中(r h/r=0.414)。(2分) 2.四氧化三铁 科学研究表明,Fe3O4是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体。O2-的重复排列方式如图b所示,该排列方式中存在着两种类型的由O2-围成的空隙,如1、3、6、7的O2-围成的空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的空隙,前者为正四面体空隙,后者为正八面体空隙,Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中正四面体空隙数与O2-数之比为2:1,其中有12.5%正四面体空隙填有Fe3+,有50%正八面体空隙没有被填充。 Fe3O4中三价铁离子:亚铁离子:O原子=2:1:4 晶胞拥有8个正四面体空隙,4个O2-离子;所以2:1 一半三价铁离子放入正四面体空隙,即一个三价铁离子,所以为1/8=12.5%晶胞实际拥有4个正八面体空隙,其中已经有一个放Fe3+,另外一个Fe2+占据一个正八面体空隙,所以50%的正八面体空隙没有被填充。

六方最密堆积中正八面体空隙和正四面体空隙中心的分数坐标

密堆积中正八面体空隙和正四面体空隙 晶体结构的密堆积原理密堆积结构是指在由无方向性的金属键,离子键和范德华力结合的晶体中,原子、分子或离子等微粒总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的堆积密度大的那些结构。密堆积方式由于充分利用了空间,从而可使体系的势能尽可能降低。结构稳定。最常见的密堆积型式有:面心立方最密堆积(A1),六方最密堆积(A3)和体心立方密堆积(A2)。 我们主要介绍面心立方密堆积和六方密堆积。 等径圆球紧密排列形成密置层, 如图所示。 在密置层内,每个圆球周围有六 个球与它相切。相切的每三个球又围 出一个三角形空隙。仔细观察这些三 角形空隙,一排尖向上,接着下面一 排尖向下,交替排列。而每个圆球与 它周围的六个球围出的六个三角形空 隙中,有三个尖向上,另外三个尖向下。如图所示,我们在这里将尖向上的三角形空隙记为 B,尖向下的三角形空隙记为C。 第二密置层的球放在B之上,第三 密置层的球投影在C中,三层完 成一个周期。这样的最密堆积方式 叫做立方最密堆积(ccp,记为 A1型),形成面心立方晶胞。

若第三密置层的球投影 与第一密置层的球重合,两 层完成一个周期。这样的最 密堆积方式叫做六方最密堆 积(hcp,记为A3型),形 成六方晶胞,如图所示。 在这两种堆积方式中, 任何四个相切的球围成一个 正四面体空隙;另外,相切 的三个球如果与另一密置层 相切的三个球空隙对应,它们六个球将围成一个正八面体空隙。也就是说,围成正八面体空隙的这六个球可以分为相邻的两层,每层的正三角 形中心的连线垂直于正三角形所在的密置层,参 看下图,黑色代表的不是球而是正八面体的中 心。 在这两种最密堆积方式中,每个球与同一密置层 的六个球相切,同时与上一层的三个球和下一层 的三个球相切,即每个球与周围十二个球相切 (配位数为12)。中心这个球与周围的球围出八个正四面体空隙,平均分摊到每个正四面体空隙的是八分之一个球。这样,每个正四面体空隙分摊到的球数是四个八分之一,即半个。中心这个球周围还围出六个八面体空隙,它平均分摊到每个正八面体空隙的是六分之一个球。这样,每个正八面体空隙分摊到的球数是六个六分之一,即一个。总之,这两种最密堆积中,球数: 正八面体空隙数: 正四面体空隙数= 1:1:2 。等径球的两种最密堆积具有相同的堆积密度,都为%.

中心极限定理与大数定理的关系

渤海大学学士学位论文 题目: 中心极限定理与大数定理的关系 系别: 渤海大学 专业: 数学系 班级: 2002级1班 姓名:于丹 指导教师:金铁英 完成日期:2006年5月19日 中心极限定理与大数定理的关系 于丹 (渤海大学数学系辽宁锦州 121000 中国) 摘要:中心极限定理是概率与数理统计的一个重要分支,大数定理和中心极限定理都是讨论的随机变量序列的极限问题,它们是概率论中比较深入的理论结果。 本篇论文从研究大数定理开始,然后由大数定理以及收敛性引出了中心极限定理,最后通过对定理在实际应用中的举例和定理的一些反例的研究使我们弄清中心极限定理的内涵与外延,进一步弄清了大数定理与中心极限定理之间的关系。 关键词:大数定理中心极限定理收敛性 The relation of the central limit theorem and large numbers law Yu Dan (Department of Mathematics Bohai University Liaoning jinzhou 121000 China) Abstract:The Central limit theorem is an important branch of probability and mathematical statistic. The large numbers law and the central limit theorem is limit question of random variable sequence .They are the quite thorough theory result in the theory of probability. This paper commences from large numbers law,then the central limit theorem is cited by large numbers law and convergence.Eventually,we can understand connotation and extension of the central limit theorem by its examples and relationship between large numbers law and the central limit theorem . Key words:large numbers law ; the central limit theorem ; convergence. 引言

workbench网格划分的_很实用的讲解

ANSYS WORKBENCH中提供了对于网格划分的几种方法,为了便于说明问题,我们首先创建一个简单的模型,然后分别使用几种网格划分方法对之划分网格,从而考察各种划分方法的特点。 1. 创建一个网格划分系统。 2. 创建一个变截面轴。 先把一个直径为20mm的圆拉伸30mm成为一个圆柱体 再以上述圆柱体的右端面为基础,创建一个直径为26mm的圆,拉伸30mm得到第二个圆柱体。对小圆柱的端面倒角2mm。 退出DM. 3.进入网格划分程序,并设定网格划分方法。 双击mesh进入到网格划分程序。 下面分别考察各种网格划分方法的特点。 (1)用扫掠网格划分。 对整个构件使用sweep方式划分网格。 结果失败。 该方法只能针对规则的形体(只有单一的源面和目标面)进行网格划分。 (2)使用多域扫掠型网格划分。 结果如下 可见ANSYS把该构件自动分成了多个规则区域,而对每一个区域使用扫略网格划分,得到了很规则的六面体网格。这是最合适的网格划分方法。 (3)使用四面体网格划分方法。

使用四面体网格划分,且使用patch conforming算法。 可见,该方式得到的网格都是四面体网格。且在倒角处网格比较细密。 其内部单元如下图(这里剖开了一个截面) 使用四面体网格划分,但是使用patch independent算法。忽略细节。 、 网格划分结果如下图 此时得到的仍旧是四面体网格,但是倒角处并没有特别处理。 (4)使用自动网格划分方法。 得到的结果如下图 该方法实际上是在四面体网格和扫掠网格之间自动切换。当能够扫掠时,就用扫掠网格划分;当不能用扫掠网格划分时,就用四面体。这里不能用扫掠网格,所以使用了四面体网格。(5)使用六面体主导的网格划分方法。 得到的结果如下 该方法在表面用六面体单元,而在内部也尽量用六面体单元,当无法用六面体单元时,就用四面体单元填充。由于四面体单元相对较差,所以它比较能够保证表面的单元质量。 总体来说,对于空间物体而言,我们应当尽量使用六面体网格。 当对象是一个简单的规则体时,使用扫掠网格划分是合适的; 当对象是对个简单的规则体组成时,使用多域扫掠网格划分是合适的; 接着尽量使用六面体主导的方式,它会在外层形成六面体网格,而在心部填充四面体网格。四面体网格是最后的选择。其中 如果要忽略一些小细节,如倒角,小孔等,则使用patch independent算法; 如果要要考虑一些小细节,则使用patch conforming算法。

正方体和正四面体

第 1 页 共 4 页 高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学 近年来,无论是高考,还是全国竞赛,涉及空间结构的试题日趋增多,成为目前的热点之一。本文将从最简单的五种空间正多面体开始,与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。 第一节 正方体与正四面体 在小学里,我们就已经系统地学习了正方体,正方体(立方体或正六面体)有六个完全相同的正方形面,八个顶点和十二条棱,每八个完全相同的正方体可构成一个大正方体。正四面体是我们在高中立体几何中学习的,它有四个完全相同的正三角形面,四个顶点和六条棱。那么正方体和正四面体间是否有内在的联系呢?请先让我们看下面一个例题吧: 【例题1】常见有机分子甲烷的结构是正四面体型的,请计算分子中碳氢键的键角(用反三角函数表示) 【分析】在化学中不少分子是正四面体型的,如CH 4、CCl 4、NH 4+、 SO 42-……它们的键角都是109o28’,那么这个值是否能计算出来呢? 如果从数学的角度来看,这是一个并不太难的立体几何题,首先我们把它抽象成一个立体几何图形(如图1-1所示),取 CD 中点E ,截取面ABE (如图1-2所示),过A 、 B 做AF ⊥BE ,BG ⊥AE ,AF 交BG 于O ,那么 ∠AOB 就是所求的键角。我们只要找出AO (=BO )与AB 的关系,再用余弦定理,就能圆满地解决例题1。当然找出AO 和AB 的关系还是有一定难度 的。先把该题放下,来看一题初中化学竞赛题: 【例题2 】CH 4分子在空间呈四面体形状,1个C 原 子与4个H 原子各共用一对电子对形成4条共价键,如 图1-3所示为一个正方体,已画出1个C 原子(在正方体 中心)、1个H 原子(在正方体顶点)和1条共价键(实线表 示),请画出另3个H 原子的合适位置和3条共价键,任 意两条共价键夹角的余弦值为 ① 【分析】由于碳原子在正方体中心,一个氢原子在顶点,因为碳氢键是等长的,那么另三个氢原子也应在正方 体的顶点上,正方体余下的七个顶点可分成三类,三个为 棱的对侧,三个为面对角线的对侧,一个为体对角线的对 侧。显然三个在面对角线对侧上的顶点为另三个氢原子的 位置。 【解答】答案如图1-4所示。 【小结】从例题2中我们发现:在正四面体中八个顶点中不相邻的四个顶点(不共棱)可构成一个正四面体, 图1-1 图1-2 图1-3 图1-4

中心极限定理证明

中心极限定理证明 目录 第一篇:中心极限定理证明 第二篇:大数定理中心极限定理证明 第三篇:中心极限定理 第四篇:中心极限定理应用 第五篇:中心极限定理 更多相关范文 正文 第一篇:中心极限定理证明 中心极限定理证明 一、例子 高尔顿钉板试验. 图中每一个黑点表示钉在板上的一颗钉子.每排钉子等距排列,下一排的每个钉子恰在上一排两相邻钉子之间.假设有排钉子,从入口中处放入小圆珠.由于钉板斜放,珠子在下落过程中碰到钉子后以的概率滚向左边,也以的概率滚向右边.如果较大,可以看到许多珠子从处滚到钉板底端的格子的情形如图所示,堆成的曲线近似于正态分布. 如果定义:当第次碰到钉子后滚向右边,令;当第次碰到钉子后滚向左边,令.则是独立的,且 那么由图形知小珠最后的位置的分布接近正态.可以想象,当越来越大时接近程度越好.由于时,.因此,显然应考虑的是的极限分布.历史

上德莫佛第一个证明了二项分布的极限是正态分布.研究极限分布为正态分布的极限定理称为中心极限定理. 二、中心极限定理 设是独立随机变量序列,假设存在,若对于任意的,成立 称服从中心极限定理. 设服从中心极限定理,则服从中心极限定理,其中为数列. 解:服从中心极限定理,则表明 其中.由于,因此 故服从中心极限定理. 三、德莫佛-拉普拉斯中心极限定理 在重贝努里试验中,事件在每次试验中出现的概率为为次试验中事件出现的次数,则 用频率估计概率时的误差估计. 由德莫佛—拉普拉斯极限定理, 由此即得 第一类问题是已知,求,这只需查表即可. 第二类问题是已知,要使不小于某定值,应至少做多少次试验?这时利用求出最小的. 第三类问题是已知,求. 解法如下:先找,使得.那么,即.若未知,则利用,可得如下估计:. 抛掷一枚均匀的骰子,为了至少有0.95的把握使出现六点的概率与之差不超过0.01,问需要抛掷多少次? 解:由例4中的第二类问题的结论,.即.查表得.将代入,便得.由此可见,利用比利用契比晓夫不等式要准确得多.

中心极限定理的发展

中心极限定理的创立和发展 1141010113 万帅 关键词:中心极限定理,创立,严格证明,新的发展,三阶段。 引言:这组定理是数理统计学和误差分析的理论基础,指出了大量随机变量近似服从正态分布的条件。该定理为人们用正态分布来描述和解决大量的概率问题提供了坚实的理论基础。 中心极限定理,是概率论中讨论随机变量和的分布以正态分布为极限的一组定理。这组定理是数理统计学和误差分析的理论基础,指出了大量随机变量近似服从正态分布的条件。该定理为人们用正态分布来描述和解决大量的概率问题提供了坚实的理论基础。 “中心极限定理”这一名称的来源有两种说法。波利亚认为这个定理十分重要,在概率论中具有中心地位,所以他加上了“中心”这一名称,于1920年引入这一术语。另一种说法是,现代法国概率论学派认为极限定理描述了分布函数中心的情况,而不是尾部的情况。 历史上有不少数学家对中心极限定理的研究做出了贡献。中心极限定理的发展主要分为三个阶段。 创立阶段:1733-----1853年 人们通常认为,法国数学家隶莫弗在1733年首次证明了,二项发布近似正态分布。然而,当时正态发布的概念,隶莫弗并不知道自己本质上证明了“中心极限定理” 法国数学家拉普拉斯写了很多论文,想推广棣莫弗的工作。他意识到需要一种新的数学技巧,并在1785年成功地发明了这个技巧:特征函数的简单形式和反演公式。拉普拉斯把他的两个主要研究方向结合起来得到了这个方法-----母函数和积分的监禁展开。通过把母函数中的t换成it e ,就得到了特征函数。然而,直到1810年他才发表了特征函数与反演公示的一般理论,并证明了中心极限定理。他之所以推迟到1810年,有一种解释是,从1786年开始,他就专注于《天体力学》的写作,这本书1805年才完成。1810年,拉普拉斯证明了中心极限定理,先是服从均匀发布的连续随机变量的情形,接着是服从任意分布的随机变量。拉普拉斯的证明显然对独立有界的随机变量和成立,证明过程使用了现在所谓的特征函数,或傅里叶变换,即itXEe(t为实数)。在1812年,他先后考虑了对称的、离散的均匀分布,对称的连续分布,任意分布情形。最后,拉普拉斯在他的名著《概率的分析理论》中对任意的p证明了如下中心极限定理:【1】 泊松完善和推广了拉普拉斯关于中心极限定理的证明。在所有考虑的情况里,都假设随机变量是独立的。泊松证明了服从相同分布的随机变量的情况,还推广到服从不同分布的随机变量的情况。1824年,泊松证明了连续随机变量的中心极限定理,并给出了三个反例,其中包括服从柯西分布的随机变量和,这时中心极限定理不成立。受当时传统的影响,泊松没有明确阐明中心极限定理成立的条件。但是,从他的证明和例子中,可以看到,他假设每个变量的方差都是有界的,且不等于零。其他数学家也做了这方面工作,比如贝塞尔和柯西。拉普拉斯等人给出证明的前提假设是,和的分布是有限的,因此所有的矩都存在。他们把结果推广到无限情形,但没有给出证明,并隐含假定了矩的存在。以现在的观点来看,只要沿着拉普拉斯的方向继续下去,法国数学家们是可以给出中心极限定理的严格证明的,比如柯西,他知道特征函数和稳定率。 从当时环境来看,大约1870年代,概率学家还处于心理上的劣势,苦于自己的研究领

典型的晶体结构

典型得晶体结构 1、铁 铁原子可形成两种体心立方晶胞晶体:910℃以下为α-Fe,高于1400℃时为δ-Fe。在这两种温度之间可形成γ-面心立方晶。这三种晶体相中,只有γ-Fe能溶解少许C。问: 1.体心立方晶胞中得面得中心上得空隙就是什么对称?如果外来粒子占用这个空隙,则外来粒子与宿主离子最大可能得半径比就是多少? 2.在体心立方晶胞中,如果某空隙得坐标为(0,a/2,a/4),它得对称性如何?占据该空隙得外来粒子与宿主离子得最大半径比为多少? 3.假设在转化温度之下,这α-Fe与γ-F两种晶型得最相邻原子得距离就是相等得,求γ铁与α铁在转化温度下得密度比。 4.为什么只有γ-Fe才能溶解少许得C? 在体心立方晶胞中,处于中心得原子与处于角上得原子就是相接触得,角上得原子相互之间不接触。a=(4/3)r。 ①②③ 1.两个立方晶胞中心相距为a,也等于2r+2r h[如图①],这里r h就是空隙“X”得半径,a =2r+2r h=(4/3)r r h/r=0、115(2分) 面对角线(2a)比体心之间得距离要长,因此该空隙形状就是一个缩短得八面体,称扭曲八面体。(1分) 2.已知体心上得两个原子(A与B)以及连接两个晶体底面得两个角上原子[图②中C与D]。连接顶部原子得线得中心到连接底部原子得线得中心得距离为a/2;在顶部原子下面得底部原子构成晶胞得一半。空隙“h”位于连线得一半处,这也就是由对称性所要求得。所以我们要考虑得直角三角形一个边长为a/2,另一边长为a/4[图③],所以斜边为16 /5a。(1分) r+r h=16 /5a=3/5r r h/r=0、291(2分) 3.密度比=42︰33=1、09(2分) 4.C原子体积较大,不能填充在体心立方得任何空隙中,但可能填充在面心立方结构得八面体空隙中(r h/r=0、414)。(2分) 2、四氧化三铁 科学研究表明,Fe3O4就是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成得复杂离子晶体。O2-得重复排列方式如图b所示,该排列方式中存在着两种类型得由O2-围成得空隙,如1、3、6、7得O2-围成得空隙与3、6、7、8、9、12得O2-围成得空隙,前者为正四面体空隙,后者为正八面体空隙,Fe3 O4中有一半得Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+与Fe2+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中正四面体空隙数与O2-数之比为 2:1,其中有12、5%正四面体空隙填有Fe3+,有 50%正八面体空隙没有被填充。ClMXxzK。zNa2qb4。 Fe3O4中三价铁离子:亚铁离子:O原子=2:1:4 晶胞拥有8个正四面体空隙,4个O2-离子;所以2:1 一半三价铁离子放入正四面体空隙,即一个三价铁离子,所以为1/8=12、5% 晶胞实际拥有4个正八面体空隙,其中已经有一个放Fe3+,另外一个Fe2+占据一个正八面体空隙,所以50%得正八面体空隙没有被填充。USLphY1。N1iF2Vt。

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