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硅 - 维基百科,自由的百科全书

原子げんしじょ为14てき化学かがく元素げんそ

guī英語えいごSilicon台湾たいわん),いちしゅ化學かがく元素げんそ化學かがく符號ふごうSi原子げんしじょすう为14。

矽 14Si
氫(非金屬ひきんぞく 氦(惰性だせい氣體きたい
鋰(鹼金屬きんぞく 鈹(鹼土金屬きんぞく 硼(るい金屬きんぞく 碳(非金屬ひきんぞく 氮(非金屬ひきんぞく 氧(非金屬ひきんぞく 氟(鹵素) 氖(惰性だせい氣體きたい
鈉(鹼金屬きんぞく 鎂(鹼土金屬きんぞく 鋁(ひん金屬きんぞく 矽(るい金屬きんぞく 磷(非金屬ひきんぞく 硫(非金屬ひきんぞく 氯(鹵素) 氬(惰性だせい氣體きたい
鉀(鹼金屬きんぞく 鈣(鹼土金屬きんぞく 鈧(過渡かと金屬きんぞく 鈦(過渡かと金屬きんぞく 釩(過渡かと金屬きんぞく 鉻(過渡かと金屬きんぞく 錳(過渡かと金屬きんぞく てつ過渡かと金屬きんぞく 鈷(過渡かと金屬きんぞく 鎳(過渡かと金屬きんぞく どう過渡かと金屬きんぞく 鋅(過渡かと金屬きんぞく 鎵(ひん金屬きんぞく 鍺(るい金屬きんぞく 砷(るい金屬きんぞく 硒(非金屬ひきんぞく 溴(鹵素) 氪(惰性だせい氣體きたい
銣(鹼金屬きんぞく 鍶(鹼土金屬きんぞく 釔(過渡かと金屬きんぞく 鋯(過渡かと金屬きんぞく 鈮(過渡かと金屬きんぞく 鉬(過渡かと金屬きんぞく 鎝(過渡かと金屬きんぞく 釕(過渡かと金屬きんぞく 銠(過渡かと金屬きんぞく 鈀(過渡かと金屬きんぞく ぎん過渡かと金屬きんぞく 鎘(過渡かと金屬きんぞく 銦(ひん金屬きんぞく すずひん金屬きんぞく 銻(るい金屬きんぞく 碲(るい金屬きんぞく 碘(鹵素) 氙(惰性だせい氣體きたい
銫(鹼金屬きんぞく 鋇(鹼土金屬きんぞく 鑭(鑭系元素げんそ 鈰(鑭系元素げんそ 鐠(鑭系元素げんそ 釹(鑭系元素げんそ 鉕(鑭系元素げんそ 釤(鑭系元素げんそ 銪(鑭系元素げんそ 釓(鑭系元素げんそ 鋱(鑭系元素げんそ かぶら(鑭系元素げんそ 鈥(鑭系元素げんそ 鉺(鑭系元素げんそ 銩(鑭系元素げんそ 鐿(鑭系元素げんそ 鎦(鑭系元素げんそ 鉿(過渡かと金屬きんぞく 鉭(過渡かと金屬きんぞく 鎢(過渡かと金屬きんぞく 錸(過渡かと金屬きんぞく 鋨(過渡かと金屬きんぞく 銥(過渡かと金屬きんぞく 鉑(過渡かと金屬きんぞく きむ過渡かと金屬きんぞく 汞(過渡かと金屬きんぞく 鉈(ひん金屬きんぞく なまりひん金屬きんぞく 鉍(ひん金屬きんぞく 釙(ひん金屬きんぞく 砈(るい金屬きんぞく 氡(惰性だせい氣體きたい
鍅(鹼金屬きんぞく 鐳(鹼土金屬きんぞく 錒(錒系元素げんそ 釷(錒系元素げんそ 鏷(錒系元素げんそ 鈾(錒系元素げんそ 錼(錒系元素げんそ 鈽(錒系元素げんそ 鋂(錒系元素げんそ 鋦(錒系元素げんそ 鉳(錒系元素げんそ 鉲(錒系元素げんそ 鑀(錒系元素げんそ 鐨(錒系元素げんそ 鍆(錒系元素げんそ 鍩(錒系元素げんそ 鐒(錒系元素げんそ たたら過渡かと金屬きんぞく 𨧀(過渡かと金屬きんぞく 𨭎(過渡かと金屬きんぞく 𨨏(過渡かと金屬きんぞく 𨭆(過渡かと金屬きんぞく 䥑(あずかはかため過渡かと金屬きんぞく 鐽(あずかはかため過渡かと金屬きんぞく 錀(あずかはかため過渡かと金屬きんぞく 鎶(過渡かと金屬きんぞく 鉨(あずかはかためひん金屬きんぞく 鈇(ひん金屬きんぞく 鏌(あずかはかためひん金屬きんぞく 鉝(あずかはかためひん金屬きんぞく 鿬(あずかはかため鹵素) 鿫(あずかはかため惰性だせい氣體きたい




外觀がいかん
ふか灰色はいいろあきらからだじょうはんひかり表面ひょうめんたい藍色あいいろ
概況がいきょう
名稱めいしょう·符號ふごう·じょすう矽(Silicon)·Si·14
元素げんそ類別るいべつるい金屬きんぞく
ぞく·しゅう·14·3·p
標準ひょうじゅん原子げんし質量しつりょう[28.084, 28.086][1]
电子はいぬの[Ne] 3s2 3p2
2, 8, 4
矽的电子層(2, 8, 4)
矽的电子そう(2, 8, 4)
歷史れきし
あずかはかやすたくまん-らくろう·とく·ひしげかわら(1787ねん
發現はつげんえい斯·贝采乌斯[2][3](1823ねん
分離ぶんりえい斯·かいさいがらす斯(1823ねん
命名めいめいたく斯·姆森えいThomas Thomson(1817ねん
物理ぶつり性質せいしつ
ものたい固體こたい
密度みつど接近せっきん室温しつおん
2.3290 g·cm−3
熔点どき液體えきたい密度みつど2.57 g·cm−3
熔点1687 K,1414 °C,2577 °F
沸點ふってん3538 K,3265 °C,5909 °F
熔化热50.21 kJ·mol−1
汽化热359 kJ·mol−1
比熱ひねつよう19.789 J·mol−1·K−1
蒸氣じょうきあつ
あつ/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
あつし/K 1908 2102 2339 2636 3021 3537
原子げんし性質せいしつ
氧化态4, 3, 2, 1[4] -1, -2, -3, -4
兩性りょうせい氧化ぶつ
电负せい1.90(鲍林标度)
电离のうだいいち:786.5 kJ·mol−1

だい:1577.1 kJ·mol−1
だいさん:3231.6 kJ·mol−1

さらおお
原子げんし半径はんけい111 pm
きょう半径はんけい111 pm
范德华半径はんけい210 pm
矽的原子げんし谱线
ざつこう
あきらからだ结构鑽石
磁序はん磁性じせい[5]
でん阻率(20 °C)103[6] Ωおめが·m
ねつしるべりつ149 W·m−1·K−1
膨脹ぼうちょう係數けいすう(25 °C)2.6 µm·m−1·K−1
こえそくほそぼう(20 °C)8433 m·s−1
杨氏りょう130-188[7] GPa
剪切りょう51-80[7] GPa
からだ积模りょう97.6[7] GPa
とまりまつ0.064 - 0.28[7]
莫氏硬度こうど7
CASごう7440-21-3
おびすきのうりょう(300 K)1.12 eV
同位どういもと
しゅ条目じょうもく矽的同位どういもと
同位どういもと 丰度 はんおとろえt1/2 おとろえへん
方式ほうしき のうりょうMeV 產物さんぶつ
28Si 92.2545% 穩定おび14つぶ中子なかご
29Si 4.6720% 穩定,おび15つぶ中子なかご
30Si 3.0735% 穩定,おび16つぶ中子なかご
31Si あとりょう 157.16 ぶん βべーた 1.492 31P
32Si あとりょう 157 とし βべーた 0.227 32P
Siliconてき各地かくち常用じょうよう名稱めいしょう
中国ちゅうごく大陸たいりく
臺灣たいわん
みなと
しん
うまらい西にし
澳洲精密せいみつ光學こうがく中心ちゅうしんてきいちめい光學こうがくせん手持てもち國際こくさいおもねふくとぎとくきょうさく組織そしきてき一千克單晶體矽製球體

硅是がい观帶ちょはい藍色あいいろ金屬きんぞく光澤こうたく且堅かたえき碎的あきらからだまたいちしゅよんてきるい金屬きんぞく半導體はんどうたい。矽為しゅうひょうだいじゅうよんぞく元素げんそいち[8]ざい其排じょうえ,其下じょためすずなまり[註 1]よし於它たいまとだか親和力しんわりょくちょくいたりざい西元にしもと1823ねんざいだいいちかむえい斯·贝采乌斯成功せいこう純化じゅんか[9]。它的熔點沸點ふってん分別ふんべつため攝氏せっし1414及3265ざい金属きんぞくちゅうはいめいだい,僅次於。矽在宇宙うちゅうちゅうさい常見つねみ元素げんそちゅうはいめいだいはちただし元素げんそがたたいぶん佈在地殼ちかく是非ぜひつね罕見てき。它常以氧化矽ある矽酸しおひとし多樣たようてき形式けいしきこう泛分佈於土壤どじょうすなしょうくだりぼしくだりぼしなか地殼ちかくてき組成そせい超過ちょうか九成是矽酸鹽類物質,使つかいとく矽成ため地殼ちかくちゅう含量だいてき元素げんそ,僅次於氧。

元素げんそ矽也在世ざいせいかい經濟けいざいじょうゆう很大てき影響えいきょう,矽通常會じょうかいあずか天然てんねん礦物いちおこり加工かこう,其用途ようとこう泛:包括ほうかつ建築けんちくぎょう使用しようてき粘土ねんど、矽砂石頭いしあたまなみとくらんすい泥中でいちゅうてきすな漿はいどろ組成そせい含有がんゆう矽酸しおあずか硅砂けいしゃつぶてせきこん合成ごうせいこんしこりよう於走どうもと道路どうろじょう。它們還よう於白しょくすえ瓷,ぞう瓷器,也可よう製造せいぞう傳統でんとうてき石英せきえい鈉鈣玻璃はりかず許多きょた其他特殊とくしゅ玻璃はり。矽最ひろため人知じんちてき用途ようと合成ごうせい以聚矽氧聚合ぶつため基礎きそてき合成ごうせい聚合ぶつゆう些矽てき化合かごうぶつぞう碳化矽可用作ようさく研磨けんまぶつあるこう強度きょうどすえ瓷元けんだい多數たすうゆうはなれてき矽被よう於鍊こう鋁和だか質量しつりょうてき工業こうぎょうじょう通常つうじょう製造せいぞうしょう氧化矽)。さら顯著けんちょてき半導體はんどうたい電子でんしぎょう運用うんよう極少きょくしょう部分ぶぶんてきだか純度じゅんど矽(しょう於10%),而高純度じゅんど矽在せきたい電路でんろうえただし一種いっしゅ必要ひつようてき元素げんそだい部分ぶぶんてき電腦でんのう及現だい科技かぎもたれ它。

雖然動物どうぶつ通常つうじょうたい於矽てき需求微量びりょうてきただしざい生物せいぶつがくうら,矽是いちしゅ必要ひつようてき元素げんそざい多種たしゅてき海綿動物かいめんどうぶつもん微生物びせいぶつうらぞう矽藻放射ほうしゃちゅうかい分泌ぶんぴつよし二氧化矽組成的骨骼物質。二氧化矽亦通常沉澱於植物組織中。

性質せいしつ

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物理ぶつり性質せいしつ

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结晶がたてき硅是くら蓝色てき,很脆,典型てんけいてきはん导体

化學かがく性質せいしつ

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硅的化学かがくせい非常ひじょう稳定,あずか元素げんそ形成けいせいてき化合かごうぶつごくため常見つねみ[10]存在そんざい于地ひょうてき硅几乎总以含氧化合かごうぶつてき形式けいしき存在そんざいゆう包含ほうがん4个配键的结构きょしょうゆう例外れいがい[11]まい1个硅元素げんそ搭配4个氧元素げんそてき组合以单どく形成けいせいもと团,也可以形成けいせい链、带、环、层等复杂结构。[11]ざい常温じょうおんじょ氟化氢以外いがい,很难与其他ぶつ质发せいはん应。

かた态硅单质ふとしかつ泼,不易ふえきあずか气体ある液体えきたい试剂はん应;えき态硅单质则相反あいはんのうあずか多数たすう金属きんぞく发生はん应。[12]

同素どうそ形体けいたい

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同素どうそ形体けいたいゆう两种,一种为暗棕色无定形粉末,よう使つかい二氧化硅还原而得,せい质比较活泼,のう够在そら气中もえ烧,しょう无定がた;另一种为性质稳定的晶体(结晶硅),ようすみざい电炉ちゅう使つかい二氧化硅还原而得。

 
石英せきえい,其主よう成分せいぶんため氧化矽

发现

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1787ねんひしげかわらくび发现硅存在そんざい岩石がんせきなかしか而在1800ねん汉弗さと·戴维はた其错认为いち化合かごうぶつ。1811ねん盖-吕萨かつみちえき·とくえいLouis Jacques Thénard可能かのうやめ经通过将单质よん氟化硅混合こんごう热的方法ほうほうせい备了纯的无定がた。1823ねん,硅首さく为一种元素げんそ贝采乌斯发现,并于一年后提炼出了无定がた,其方ほうあずか盖-吕萨かつ使用しようてき方法ほうほうだい致相どうずいきさき还用はん复清あらいてき方法ほうほうはた单质硅ひさげ

名称めいしょう由来ゆらい

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英文えいぶんなかてきsiliconいち词,ひしげちょうあやてきsilex, silicis意思いし燧石ひうちいしそくせきとみ含硅元素げんそ)。ざい1831ねん,苏格兰化学かがくたく马斯·汤姆もり創造そうぞうりょう這個名詞めいし[10]

ざい1823ねん純化じゅんか出來できみずてん化学かがくえい斯·贝采乌斯利用りようしんひしげちょうあや規則きそくづくりsilicium這個たんさいじょう-ium,以代表だいひょう它是いちしゅ金屬きんぞくおうしゅう許多きょた國家こっか採用さいようsilicium這個名稱めいしょうただし英文えいぶん名稱めいしょう最終さいしゅう採用さいようりょうざい1817ねん提出ていしゅつてきsilicon這個拼法,じょりょう代表だいひょう金屬きんぞくてき-iumいんため它的物理ぶつり特性とくせいさら接近せっきん(carbon)あずか(boron)這一るい元素げんそ[10]

汉字

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1837ねん日本にっぽんだい一部いちぶ西方せいほう化学かがく译著,宇田川うだがわ榕庵ようあんにち宇田川うだがわようてきしゃみつひらけむねくびさき以「珪土」さく为硅元素げんそてき名称めいしょう。该书术语やく兰语词汇,ゆかり于当时荷兰语硅的元素げんそめい为「keiaarde」,keisteen-aarde」(燧石ひうちいしてき缩略,日本にっぽん就专门找りょう一个玉字旁的同音字「珪」(平假名ひらがなけい kei漢語かんご:guī,けいてき异体らいおと译「kei」。よし此「keisteen」就译なり珪石けいせき」,さくSiO2てき名称めいしょうよし于当时荷兰语ちゅうてき、硅、とう元素げんそ以「-aarde」()结尾,いん此日语也ぶん别照译成、礬土、珪土、重土じゅうど[13]きさき来日らいにちほん摒弃りょうげん兰语てき」,あらため译为「珪素けいそ」,ざい19せい纪后また现了「硅素けいそてきうつしほう[14]过19せい纪末日本にっぽん规定以「珪素けいそ」为准。「珪/硅」进入中国ちゅうごく20せい纪初,ゆかり于它ぞくかた非金属ひきんぞく元素げんそ所以ゆえん中国ちゅうごくさいようりょうせきつくりてきうつしほう[15]

ざい中國ちゅうごく清朝せいちょうじょ寿ひさしざい1871ねん出版しゅっぱんてき化學かがくかんばらちゅう創造そうぞう「矽」作為さくいsiliconてきおと[16]ざい中華民國ちゅうかみんこく成立せいりつ中華民國ちゅうかみんこく教育きょういく於1933ねん公布こうふ化學かがく命名めいめい原則げんそく》,採用さいよう「矽」ため正式せいしき譯名やくめいおと读为「si(t),ゆういれ)」,其中うつしどう「Silicon舊譯きゅうやくいちさく硅,一作いつさく矽,硅由日名ひな珪素けいそ孳演而成,いんため固體こたいあらためおうつくり爲石ためし;於義すんで如用諧聲かいせい矽。」[15][註 2]台灣たいわん以此ため標準ひょうじゅん譯名やくめい

中華人民共和國ちゅうかじんみんきょうわこく成立せいりつ中国科学院ちゅうごくかがくいん于1953ねん2がつざい北京ぺきん组织召开りょう一次全国性的化学物质命名扩大座谈会。かい议邀しゅう全国ぜんこく各地かくちてき化学かがく专家以及从事文字もじ改革かいかく工作こうさくてき学者がくしゃ参加さんかすえかい议纪よう显示,当日とうじつかい场上围绕矽字とうどう音字おんじ需要じゅよう变更ゆう两种不同ふどうてきほう一派いっぱ顾翼东ほうかしわひろし刘泽さきさん先生せんせい代表だいひょうしゅ张改;另一则以绶玺ほう毓汾先生せんせい代表だいひょうしゅ张不あらため[21]谈会结束きさきひさ,《化学かがくどおり报》连载りょう化学かがくめい词审查小组成员陶ひつじさるてき文章ぶんしょう——《化学かがく新字しんじてき读音》じょうしも两篇。ざいしたへんちゅうとう文宣ふみのぶぬのはた矽字あらため为硅ざい注解ちゅうかいちゅう陈述りょう更改こうかいてき理由りゆう:“矽音ゆうあずか硒、烯、醯、锡不易ふえきぶんべん[22]真正しんしょう全国ぜんこくせいてき统一变更ざい1957ねん。这いちねん中国科学院ちゅうごくかがくいん编译出版しゅっぱん员会めい词室发《关于几个学名がくめい词订めい问题てき通知つうち》,正式せいしき宣布せんぷ废矽あらため硅的决定。这一通知中提到了审定理由和过程:“1953ねん化学かがくめい词审查小组建议将‘矽’あらため为‘硅’,1955ねん,无机化合かごうぶつめい词审查小组认为此项建议甚为正确,ざいせいもとめ全国ぜんこくかくゆう关单见后,决议はた‘矽’あらため为‘硅’。[23]过,ざいいち些术语中,如医がく术语“矽肺”、こう业术语“矽钢へんちゅう中国ちゅうごくだい陆仍しか保留ほりゅうりょう矽字[24]ざい中國ちゅうごく大陸たいりく讀作xī[25])。ざい香港ほんこん兩用りょうようほうみなゆうただし「矽」較通用つうよう

分布ぶんぷ

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硅主よう以含氧化合かごうぶつてき形式けいしきさく为仅てきさい丰富てき元素げんそ存在そんざいなか,约占地表ちひょう岩石がんせきてきよんふんいち,广泛存在そんざい硅酸けいさん硅石けいせきなか

せい

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こう业上,通常つうじょうざい电炉ちゅうよしだか纯度还原氧化硅つね见于石英せきえいある沙子いさご)而制とく[11]

 

为减すくなふく产物碳化硅的产生,需要じゅよう加入かにゅう过量てき氧化硅:[11]

 

这样せいとくてき硅纯为97~98%,[26]さけべ做粗硅。さいしょう它融きさきじゅう结晶ようさん除去じょきょ杂质,とくいた纯度为99.7~99.8%てきじゅん硅。如要はた它做なりはん导体よう硅,还要はた其转化成かせいえき于提纯的液体えきたいある气体形式けいしきさい经蒸馏、分解ぶんかい过程いたあきら。如需いたこう纯度てき硅,则需よう进行进一步的提纯处理。

同位どういもと

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やめ发现てき硅的同位どういもと共有きょうゆう12种,包括ほうかつ硅25いたり硅36,其中ただゆう硅28硅29硅30稳定てき,其他同位どういもと带有放射ほうしゃせい

用途ようと

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硅是いちはん导体材料ざいりょう可用かよう制作せいさくはん导体けん太陽たいようのうでんいたひかりせきたい電路でんろ。还可以合金ごうきんてき形式けいしき使用しよう(如硅铁合きん),よう于汽车和つくえ械配けん。也与とう瓷材りょういち起用きよう金属きんぞくすえなか。还可よう于制づくり玻璃はりこんしこり耐火たいか材料ざいりょう矽氧烷硅烷あずかてつ結合けつごう以成ため矽鋼,這是いちしゅたいすりてきこうけん常用じょうようざい各種かくしゅ工具こうぐじょう。此外,矽也鏽鋼てき主成分しゅせいぶんいちようらい使つかい鏽鋼具有ぐゆうたいすりてき特性とくせい

重要じゅうよう化合かごうぶつ

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  • 碳化矽たいすりたい热,[27]よう半導體はんどうたい避雷針ひらいしん電路でんろもとけん高溫こうおん應用おうようむらさきがいこう偵檢結構けっこう材料ざいりょう天文てんもん、碟剎、離合りごうしば微粒びりゅう濾清ほそいと高溫こうおんけいとう薄膜うすまく裁切たちき工具こうぐ加熱かねつもとけんかく燃料ねんりょうたまたからはがねまもる觸媒しょくばい擔體とう領域りょういき
  • 氧化矽すな石英せきえいてき主要しゅよう成分せいぶんざい半導體はんどうたい太陽たいようのういたとう應用おうようちゅう目前もくぜん主要しゅようてき原料げんりょう
  • 矽烷ざい醫學いがく工業こうぎょう領域りょういきゆうちょこう泛的應用おうよう
  • よん氯化矽應用おうようざい半導體はんどうたい工業こうぎょう和光わこう電池でんちちゅう

まいり

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参考さんこう资料

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註腳

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  1. ^ 此處ここてきはいじょなみゆび原子げんしじょてき排列はいれつ,而是ゆびしゅうひょうだいじゅう四族由上而下的排序。
  2. ^ 曾有学者がくしゃかんぶんしょう“硅”おこりはつ读guī,1932ねん中国ちゅうごく学会がっかい规定元素げんそ名称めいしょう“硅”读作xī,ただし许多じん错将其读さくguī,きさきらいただこうしょう错就错[17][18]。此说ほうざい互联网广为流传。ただし1915ねん出版しゅっぱんてき辞源じげんちゅう“硅”词条てきかい释为“读如けいそく矽”,该书またちゅうけいおと为“しゅうと睽切齐韵”,そくguī,见“硅”さく元素げんそめいいち开始就读guī而不读xī[19]。「硅」也有やゆう「砉」てき异体,讀作huò[20][18]あずかこん义无关。

引用いんよう资料

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  27. ^ Greenwood 1984だい525ぺーじ(于上さつだい9しょう“硅”だい2节“硅元素げんそ”)。

补充らいげん

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外部がいぶ链接

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