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Fe 26

Iron (Fe)

transition-metal
Período: 4 Grupo: 8 Bloco: d

Solid

Peso atômico padrão

55,845 u

Configuração eletrônica

[Ar] 4s2 3d6

Ponto de fusão

1537,85 °C

Ponto de ebulição

2860,85 °C

Densidade

7874 kg/m³

Estados de oxidação

−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7

Eletronegatividade (Pauling)

1,83

Energia de ionização (1ª)

7,902468 eV

Ano da descoberta

N/D

Raio atômico

140 pm

Detalhes

Origem do nome Anglo-Saxon: iron; symbol from Latin: ferrum (iron).
Descobridores Known to the ancients.

Iron is a first-row transition metal and one of the central elements of technology and biology. It forms strong, workable alloys, especially with carbon, and has accessible Fe²⁺ and Fe³⁺ redox chemistry. In Earth materials it is a major constituent of the core, mantle minerals, and many ores. Its magnetic behavior and ability to bind small molecules in metalloproteins give it importance beyond structural metal use.

The pure metal is very reactive chemically and rapidly corrodes, especially in moist air or at elevated temperatures. It has four allotropic forms or ferrites, known as alpha, beta, gamma, and omega, with transition points at 700, 928, and 1530C. The alpha form is magnetic, but when transformed into the beta form, the magnetism disappears although the lattice remains unchanged. The relations of these forms are peculiar. Pig iron is an alloy containing about 3 percent carbon with varying amounts of sulfur, silicon, manganese, and phosphorus.

Iron is hard, brittle, fairly fusible, and is used to produce other alloys, including steel. Wrought iron contains only a few tenths of a percent of carbon, is tough, malleable, less fusible, and usually has a "fibrous" structure.

Carbon steel is an alloy of iron with small amounts of Mn, S, P, and Si. Alloy steels are carbon steels with other additives such as nickel, chromium, vanadium, etc. Iron is a cheap, abundant, useful, and important metal.

The name derives from the Anglo-Saxon iron of unknown origin. The element has been known from prehistoric times. The symbol Fe is derived from the Latin ferrum for "firmness". It is of interest to note that 56Fe requires more energy to be formed than any other nuclide. It is, therefore, the ultimate endproduct of stellar nuclear fusion.

Archaeological evidence suggests that people have been using iron for at least 5000 years. Iron is the cheapest and one of the most abundant of all metals, comprising nearly 5.6% of the earth's crust and nearly all of the earth's core. Iron is primarily obtained from the minerals hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4). The minerals taconite, limonite (FeO(OH)·nH2O) and siderite (FeCO3) are other important sources.

Latin ferrum. Iron was used prehistorically:

▸ Iron is mentioned numerous times in the Old Testament of the Bible.

▸ A remarkable iron pillar, dating to about A.D. 400, remains standing today in Delhi, India. This solid shaft of wrought iron is about 7 1/4 m high by 40 cm in diameter. Corrosion to the pillar has been minimal although it has been exposed to the weather since its creation.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,83 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,8
Afinidade eletrônica
0,151 eV
Energia de ionização (1ª)
7,902468 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
16,199266 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
30,651106 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
54,910189 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
75,000258 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
8 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Ar] 4s2 3d6

Termodinâmica

Ponto crítico (temperatura)
9067 °C
Calor de fusão
0,14313106 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
3,523864 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
4,306369 eV
Calor de atomização
4,306369 eV
Entalpia de atomização
4,306369 eV

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
5,63e+4 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
0,002 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
287 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 14, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7439-89-6 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
5D4
InChI
InChI=1S/Fe
Chave InChI
XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 26
Elétrons 26
Carga Neutro
Configuração Fe: 3d⁶ 4s²
Configuração eletrônica
Medido
[Ar] 3d⁶ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
Diagrama de orbitais
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
6/10 4↑
Total de elétrons: 26 Desemparelhados: 4 ?

Modelo atômico

Prótons 26
Nêutrons 30
Elétrons 26
Número de massa 56
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

25 / 50 (50 50 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

5691,7540%545,8450%572,1190%580,2820%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
54 Estável53,93960899 ± 0,000000535,8450%Estável
56 Estável55,93493633 ± 0,0000004991,7540%Estável
57 Estável56,93539284 ± 0,000000492,1190%Estável
58 Estável57,93327443 ± 0,000000530,2820%Estável
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 1512,8 °C abaixo do ponto de fusão (1537,85 °C)

Ponto de fusão 1537,85 °C
Ponto de ebulição 2860,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 1512,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
1537,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
2860,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,14313106 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
3,523864 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
4,306369 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
7874 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
7874 kg/m³

Em condições padrão

Avançado

Ponto crítico Literatura
9067 °C

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 26. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Fe I 01003125429906
Fe II +114471729314471
Fe III +2470223614687
Fe IV +3258102102
Fe V +4231020182310
Fe VI +5159159159
Fe VII +6651651651
Fe VIII +7926392
Fe IX +8561456
Fe X +9986498
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
Fe I 0847
Fe II +11028
Fe III +2596
Fe IV +3277
Fe V +4332
Fe VI +594
Fe VII +6210
Fe VIII +742
Fe IX +835
Fe X +965
Dados de níveis disponíveis no NIST →
26 Fe 55.845

Iron — Visualizador de orbitais atômicos

[Ar]4s23d6
Níveis de energia 2 8 14 2
Estados de oxidação -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Iron — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
26 Fe 55.845

Iron — Visualizador de estruturas cristalinas

Cúbica de corpo centrado · Pearson cI2
Experimental
Pearson cI2
Nº de coord. 8
Empacotamento 68.000%
Iron — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

Mostrando 10 de 12.

CargaCoordenaçãoSpinRaio
+24high63 pm
+24high64 pm
+26low61 pm
+26high78 pm
+28high92 pm
+34high49 pm
+35N/D57.99999999999999 pm
+36low55.00000000000001 pm
+36high64.5 pm
+38high78 pm

Compostos

Fe
55,840 u
Fe+2
55,840 u
Fe+3
55,840 u
Fe
55,935 u
Fe
54,938 u
Fe
58,935 u
Fe
56,935 u
Fe
59,934 u
Fe+3
54,938 u
Fe
51,948 u
Fe+4
55,840 u
Fe+6
55,840 u
Fe+5
55,840 u
Fe
57,933 u
Fe
53,940 u
Fe+3
58,935 u
Fe+2
56,935 u
Fe
50,957 u
Fe+2
54,938 u
Fe+2
58,935 u
Fe+3
51,948 u
Fe+2
57,933 u

Isótopos (4)

Common iron is a mixture of four isotopes. Ten other isotopes are known to exist.

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
54 Estável53,93960899 ± 0,000000535,8450% ± 0,0350%Estável
stable
56 Estável55,93493633 ± 0,0000004991,7540% ± 0,0360%Estável
stable
57 Estável56,93539284 ± 0,000000492,1190% ± 0,0100%Estável
stable
58 Estável57,93327443 ± 0,000000530,2820% ± 0,0040%Estável
stable
54 Estável
Massa atômica (u) 53,93960899 ± 0,00000053
Abundância natural 5,8450% ± 0,0350%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
56 Estável
Massa atômica (u) 55,93493633 ± 0,00000049
Abundância natural 91,7540% ± 0,0360%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
57 Estável
Massa atômica (u) 56,93539284 ± 0,00000049
Abundância natural 2,1190% ± 0,0100%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable
58 Estável
Massa atômica (u) 57,93327443 ± 0,00000053
Abundância natural 0,2820% ± 0,0040%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Linhas espectrais

Mostrando 50 de 5034. Por padrão, são mostradas apenas as linhas espectrais com intensidade medida.

Comprimento de onda (nm)IntensidadeEstágio de ionizaçãoTipoTransiçãoExatidãoFonte
387.857282 nm1290000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
393.02964 nm1150000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
385.637115 nm1100000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
389.970707 nm1070000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
526.95366 nm1020000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
382.444329 nm1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
392.291129 nm1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
404.581193 nm1000000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
649.49801 nm870000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*MedidaNIST
406.359365 nm830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
432.57616 nm830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*MedidaNIST
440.47498 nm810000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*MedidaNIST
381.58397 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*MedidaNIST
382.588058 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
516.74879 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*MedidaNIST
389.565597 nm740000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
532.80381 nm740000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
407.173752 nm710000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
392.025748 nm650000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
427.17599 nm630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*MedidaNIST
430.79017 nm630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*MedidaNIST
382.78222 nm590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*MedidaNIST
383.422219 nm590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
388.628183 nm550000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
640 nm490000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5DMedidaNIST
384.10475 nm457000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*MedidaNIST
522.71889 nm437000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*MedidaNIST
396.925691 nm427000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
381.296424 nm398000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*MedidaNIST
537.14891 nm389000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
384.04372 nm380000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
414.386752 nm363000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
390.294512 nm302000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*MedidaNIST
639.36001 nm302000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*MedidaNIST
495.75961 nm295000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7F* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7DMedidaNIST
441.51221 nm288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*MedidaNIST
527.03561 nm288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*MedidaNIST
387.801779 nm275000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
642.13496 nm257000Fe Iemission3d6.4s2 a 3P2 → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*MedidaNIST
388.704779 nm251000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
667.79848 nm240000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
387.250102 nm234000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST
390.647918 nm234000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*MedidaNIST
413.205785 nm224000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
426.04736 nm224000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7D* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7DMedidaNIST
654.62373 nm224000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
641.16477 nm219000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5DMedidaNIST
425.07864 nm214000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*MedidaNIST
400.524148 nm209000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*MedidaNIST
643.08447 nm209000Fe Iemission3d7.(4P).4s a 5P → 3d7.(4F).4p y 5D*MedidaNIST

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
116 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
109 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
102 pm
Raio covalente (Bragg)
140 pm

Raios de van der Waals

Batsanov
205 pm
Alvarez
244 pm
UFF
291,2 pm
MM3
223 pm

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
237 pm
Raio metálico (C12)
126 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
59
Pettifor
61
Glawe
71

Escalas de eletronegatividade

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
6
Robles–Bartolotti
4

Polarizabilidade e dispersão

Polarizabilidade dipolar
62 a.u.
Polarizabilidade dipolar (incerteza)
4 a.u.
C₆
482 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
548 Ha·Bohr6

Afinidade química

Afinidade protônica
754 kJ/mol
Basicidade em fase gasosa
731,1 kJ/mol

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
7,09 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
6

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
41
Risco relativo de abastecimento
5
Distribuição das reservas
21
Estabilidade política (maior produtor)
24
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
75

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão1811,15 K
Ponto de ebulição3134,15 K
Ponto crítico (temperatura)9340,15 K

Categorias de estados de oxidação

0 extended
+1 extended
+3 main
+7 extended
+4 extended
−4 extended
+5 extended
−2 extended
−1 extended
+6 extended
+2 main

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (7)
nOrbitalσ
1s0,619
2p3,9112
2s7,401
3d14,8202
3p13,2221
3s12,3239
4s20,566
Detalhes dos raios cristalinos (12)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
2IVHS77
2IVSQHS78
2VILS75estimated,
2VIHS92from r^3 vs V plots,
2VIIIHS106calculated,
3IVHS63
3V72
3VILS69from r^3 vs V plots,
3VIHS78,5from r^3 vs V plots,
3VIIIHS92
Modos de decaimento dos isótopos (55)
IsótopoModoIntensidade
452p70%
45B+30%
45B+p18,9%
452p7,8%
46B+100%
46B+p78,7%
462p—
47B+100%
47B+p88,4%
48B+100%
Fatores de espalhamento de raios X (504)
Energia (eV)f₁f₂
10—1,37852
10,1617—1,42961
10,3261—1,48259
10,4931—1,53754
10,6628—1,59453
10,8353—1,65362
11,0106—1,71491
11,1886—1,77847
11,3696—1,84438
11,5535—1,91274

Dados adicionais

Sources

Sources of this element.

Iron is a relatively abundant element in the universe. It is found in the sun and many types of stars in considerable quantity. Its nuclei are very stable. Iron is a principal component of a meteorite class known as siderites and is a minor constituent of the other two meteorite classes. The core of the earth 2150 miles in radius is thought to be largely composed of iron with about 10 percent occluded hydrogen. The metal is the fourth most abundant element, by weight that makes up the crust of the earth.

The most common ore is hematite, which is frequently seen as black sands along beaches and banks of streams.

Referências (1)

Referências

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Fe

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Iron

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sobre a licença: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Iron

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sobre a licença: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Iron

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Iron

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Iron

This section provides all form of data related to element Iron.

9 PubChem Elements
Iron

The element property data was retrieved from publications.

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