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镍化合物

四月 08, 2024

镍化合物是镍和其它元素形成的化合物。镍在化合物中，最稳定的价态是+2价，此外，还存在+3、+4两种高价态和+1、0、-1、-2四种低价态。镍的配位化合物是多彩的，不同配体能使镍(II)产生不同的颜色，如最常见的[Ni(H2O)6]2+是以水为配体的配离子，它显绿色。

从左至右分别为[Ni(NH
3)
6]2+
、[Ni(C2H4(NH2)2)]2+、 [NiCl
4]2−
和[Ni(H
2O)
6]2+
四种镍(II)的配离子。

无机化合物 编辑

氧化物和氢氧化物 编辑

镍可以形成NiO、Ni2O3等二元氧化物和多元氧化物，后者有时称作镍酸盐（英语：Oxonickelates）。

镍最常见的氢氧化物有Ni(OH)2和NiO(OH)。它们存在于镍镉电池或镍氢电池中。Ni(OH)2可由硝酸镍和氢氧化钾反应得到：[1]

Ni(NO3)2 + 2 KOH → Ni(OH)2↓ + 2 KNO3

硫属化合物 编辑

镍和硫、硒、碲可以形成多种二元化合物。如镍的硫化物有NiS、NiS2、Ni3S4、Ni7S6等数种，其中NiS2具有黄铁矿结构，Ni3S4具有尖晶石结构。镍的三元硫属化物也有很多报道，例如橙黄色的KNi2S2[2]、金色的K2Ni3Se4[3]，以及金绿色带有金属光泽的Rb2Ni3S4[4]等。

镍可以形成两种钋化物：NiPo和NiPo2。[5]

镍最常见的硫属含氧酸盐是硫酸镍（NiSO4），它可以形成黄色的无水物、蓝绿色的六水合物和暗绿色的七水合物。[1]其中，无水物由水合物直接加热脱水得到。四方晶系的六水合物可在30.7°C至53.8°C的水溶液中结晶得到，在此温度之上得到正交晶系的六水合物，在此温度之下得到七水合物。X射线衍射表明，六水合物中存在八面体的[Ni(H2O)6]2+，并由氢键与SO2−
4相连。[6]碳酸镍和硒酸溶液反应，从溶液中可以结晶出绿色的六水合硒酸镍（NiSeO4·6H2O）。硒酸镍和硫酸镍都是易溶于水的镍盐。[1]

磷属化合物 编辑

叠氮化镍（Ni(N3)2）是镍和氮形成的化合物，易爆。它由碳酸镍和叠氮酸反应得到。它受热分解为金属镍粉和氮气。[7]它可以以二水合物（Ni(N3)2·2H2O）和碱式盐（Ni(OH)N3）的形式存在。[8]氨基镍（Ni(NH2)2）是暗红色固体，分子中含有被12个氨基围绕的Ni6簇。[9]取代胺基镍也是已知的。

四羰基镍（Ni(CO)4）和一氧化氮作用，生成浅蓝色的亚硝基配合物Ni(NO)(NO2)，它是一种易自燃的活泼化合物。[10]

Ni(CO)4 + 4 NO → Ni(NO)(NO2) + N2O + 4 CO

硝酸镍（Ni(NO3)2）是镍的硝酸盐，存在无水物和水合物，水合物以墨绿色的六水合物最为常见。硝酸镍易溶于水。硝酸镍溶液和氨反应，生成硝酸六氨合镍（[Ni(NH3)6](NO3)2）[11]，和水合肼反应，生产硝酸三肼合镍（[Ni(N2H4)3](NO3)2）[12]。

镍有多种磷化物，最常见的是Ni2P。由于磷化物的结构，它比硫化镍具有更高的催化活性。Ni2P可用于催化加氢脱硫、加氢脱氮等反应。[13]

镍和三氟化磷在100°C和350 atm下反应，可以得到四(三氟化磷)镍，该化合物中镍原子的氧化态为0。三苯基膦也能和镍形成若干种配合物。[10]镍盐和KPH2反应，可以制得氨基镍的同类物Ni(PH2)2。该化合物可溶于KPH2的液氨溶液，生成配合物K2[Ni(PH2)4]。[10]

磷酸氢二钠和镍盐溶液反应，生成绿色的八水合磷酸镍（Ni3(PO4)2·8H2O），而磷酸铵和镍盐溶液反应，得到的是磷酸镍铵（NH4NiPO4）。[10]

卤化物 编辑

 
六水合氯化镍

镍(II)的四种卤化物都是已知的，它们都存在无水物和水合物。氟化镍（NiF2）是黄色固体，具有金红石结构，可以形成三水合物NiF2·3H2O。[14]四水合物也是已知的。[15]

氯化镍（NiCl2）是黄色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成六水合物（NiCl2·6H2O），在29°C以上结晶，可以得到四水合物（NiCl2·4H2O），在64°C以上结晶，可以形成二水合物（NiCl2·2H2O）。[14]

溴化镍（NiBr2）是黄色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成六水合物（NiBr2·6H2O）。[14]在29°C以上结晶，得到三水合物（NiBr2·3H2O）和二水合物（NiBr2·2H2O）。[16]在2°C以下从溶液中结晶，得到九水合物（NiBr2·9H2O）。[14]二溴化六氨合镍(II)（Ni(NH3)6Br2）是蓝色至紫色的晶体，难溶于低温下的液氨中，但可溶于沸腾的液氨中。此外，一氨、二氨和二肼配合物也是已知的。[14]

碘化镍（NiI2）是黑色晶体，具有CdCl2结构。它可以形成绿色的六水合物（NiI2·6H2O）、棕色的二氨合物（NiI2•2NH3）和蓝紫色的六氨合物。[14]

高价镍的卤化物仅已知氟镍化合物。

镍(II)的卤配合物，如四氯合镍酸盐（英语：tetrachloronickelate）（[NiCl
4]2−
）、四溴合镍酸盐（英语：tetrabromonickelate）（[NiBr
4]2−
）和四碘合镍酸盐（英语：tetraiodonickelate）（[NiI
4]2−
）都是已知的。[17]

其它 编辑

镍在饱和二氧化碳的水中电解，可以得到碳酸镍（NiCO3）；它也可由氯化镍和碳酸氢钠反应得到。Ni2MO4（M=Si, Ge, Sn）的盐是已知的，它们可由一氧化镍和相应的二氧化物在高温下反应得到[18][19]。偏锡酸镍（NiSnO3）可由其二水合物在127 °C分解得到。[19]Ni[Pb(OH)6]由Na2[Pb(OH)6]和Ni(NO3)2在85%乙醇中反应得到。[19]

镍的有机酸盐 编辑

镍可以和有机酸成盐，在大部分的这类化合物中，有机酸的酸根作为配体与镍配位。镍的有机酸盐数量很多，一些已知结构的化合物参见下表：

化学式 名称 分子量 晶系 晶胞参数（Å） ° V Z 密度 颜色 参考文献
a b c β Å3 g/cm3
Ni(HCOO)
2 · 2H2O 		甲酸镍二水合物 单斜 8.60 7.06 9.21 96°50′ 4 [20]
[Ni20{(C5H6O4)20(H2O)8}] • 40H2O 戊二酸镍水合物 立方 16.581 4559 浅绿色 [21]
Ni
9(OH)
2(H
2O)
6(C
4H
5O
2)
8 · 2H2O 		碱式环丙酸镍水合物 正交 14.810 24.246 24.607 8836 4 1.554 亮绿 [22]
Ni5(OH)2(C4H5O2)8 碱式环丙酸镍 正交 19.406 18.466 21.579 90 7733 8 2.172 浅绿 [22]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)6](CF3COOH) 三氟乙酸氢镍三氟乙酸合物 三方 13.307 53.13 8148 6 2.205 祖母绿 [23]
[Ni3(CF3COO)6(CF3COOH)2(H2O)4](CF3COOH)2 三氟乙酸氢镍三氟乙酸合物水合物 三斜 9.12 10.379 12.109 α=84.59° β=72.20° γ=82.80° 1080.9 1 2.124 祖母绿 [23]
K2[Ni(C6H5O7)(H2O)2]2·4H2O 柠檬酸镍钾四水合物 三斜 6.729 9.100 10.594 α=94.86 β=100.76 γ=103.70 613.5 1 1.942 绿色 [24]
K2[Ni2(C6H5O7)2(H2O)4]·4H2O 四水合[四水(μ-柠檬酸根-k4O:O',O'',O''')合镍(II)酸钾] 717.94 单斜 10.616 13.006 9.0513 93.09 1247.8 2 1.911 绿色 [25]
N(CH3)4[Ni4(C6H4O7)3(OH)(H2O)]·18H2O 碱式柠檬酸镍四甲基铵水合物 三斜 11.84 14.29 20.93 96.16 β=106.36 γ=94.89 3352 1 浅绿色 [24][26]
Na2[Ni(C6H4O7)] • 2H2O 柠檬酸镍钠 绿色 [27]
(NH4)2[Ni(HCit) • 2H2O]2 • 2H2O 柠檬酸镍铵 639.79 三斜 6.407 9.471 9.6904 α=105.064 β=91.99 γ=89.33 567.5 1 1.872 绿色 [28]
(NH4)4[Ni(HCit)2] • 2H2O 二柠檬酸根合镍(II)酸四铵 545.10 单斜 9.361 13.496 9.424 115.476 1074.9 2 1.684 [28]
(NH4)2[Ni(H2O)6][Ti(H2cit)3]2·6H2O 柠檬酸二氢钛六水合镍铵六水合物 1547.43 六方 15.562 7.690 1605.5 1 1.600 浅绿 [29]
[Ni(C5H7O2)2]3 乙酰丙酮镍 256.91 正交 23.23 9.64 15.65 3505 4 1.46 绿色 [30]
Ni[C4O4] • 2H2O 方酸镍 立方 8.068 8.068 8.068 90° 525 1.93 绿色 [31]
Ni[C4O4] • 8H2O 方酸镍八水合物 428.93 单斜 10.288 6.372 12.852 106.98 805.8 2 1.768 绿色 [32]
Ni[C5O5] • 3H2O 环戊烯五酸镍三水合物 正交 绿色 [33]
K2[Ni(C5O5)2(H2O)2] • 4H2O 环戊烯五酸镍钾四水合物 525.11 单斜 8.015 6.660 16.489 90.20 880.1 2 1.982 绿色 [34]
Ni(C5H5COO)2 • 2H2O 苯甲酸镍二水合物 354.98 单斜 6.1341 34.180 6.9793 95.331 1457.0 4 1.618 浅绿 [35]
Ni[C6H4(COO)(COOH)]2 • 6H2O 邻苯二甲酸氢镍六水合物 单斜 16.024 5.574 12.500 113.42 2 1.611 [36]
Ni[C6H4(COO)2] • 4H2O 对苯二甲酸镍四水合物 绿色 [37]
Ni(OH)[C6H4(COO)(COOH)] • H2O 碱式对苯二甲酸镍水合物 绿色 [37]
镍化合物可以用丁二酮肟试剂来检验，水溶液的镍离子可以和丁二酮肟形成桃红色的配合物，这一反应是特征性的，不受其它常见离子干扰。[38]左：丁二酮肟试剂；中：Ni2+溶液；右：含Ni2+和其它多种金属离子的混合溶液

有机化合物 编辑

主条目：有机镍化合物

四羰基镍（Ni(CO)4）是无色易挥发的剧毒液体，可用于金属镍的提纯[39]。它可用于制备含Ni=C双键的卡宾配合物；或与烯丙基卤化物反应，得到π-烯丙基配合物。[40]二茂镍（Ni(C5H5)2）是镍的环戊二烯配合物，为绿色晶体，可由氯化六氨合镍和环戊二烯基钠反应得到：[41]

[Ni(NH3)6]Cl2 + 2 NaC5H5 → Ni(C5H5)2 + 2 NaCl + 6 NH3

二茂镍可以参与醇（酚）解反应，如与五氟苯酚亚铊反应，生成镍的酚配合物Tl2[Ni(OArF)4]。[42]含取代基的二(镍杂环戊二烯)铁于2020年被合成出来。[43]

参考文献 编辑

引用 编辑

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来源 编辑

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四月 08, 2024
镍化合物, 是镍和其它元素形成的化合物, 镍在化合物中, 最稳定的价态是, 2价, 此外, 还存在, 4两种高价态和, 2四种低价态, 镍的配位化合物是多彩的, 不同配体能使镍, 产生不同的颜色, 如最常见的, 是以水为配体的配离子, 它显绿色, 从左至右分别为, c2h4, nicl4, 四种镍, 的配离子, 目录, 无机化合物, 氧化物和氢氧化物, 硫属化合物, 磷属化合物, 卤化物, 其它, 镍的有机酸盐, 有机化合物, 参考文献, 引用, 来源, 参见无机化合物, 编辑氧化物和氢氧化物, 编辑, 镍可以形成. 镍化合物是镍和其它元素形成的化合物 镍在化合物中 最稳定的价态是 2价 此外 还存在 3 4两种高价态和 1 0 1 2四种低价态 镍的配位化合物是多彩的 不同配体能使镍 II 产生不同的颜色 如最常见的 Ni H2O 6 2 是以水为配体的配离子 它显绿色 从左至右分别为 Ni NH3 6 2 Ni C2H4 NH2 2 2 NiCl4 2 和 Ni H2 O 6 2 四种镍 II 的配离子 目录 1 无机化合物 1 1 氧化物和氢氧化物 1 2 硫属化合物 1 3 磷属化合物 1 4 卤化物 1 5 其它 2 镍的有机酸盐 3 有机化合物 4 参考文献 4 1 引用 4 2 来源 5 参见无机化合物 编辑氧化物和氢氧化物 编辑 镍可以形成NiO Ni2O3等二元氧化物和多元氧化物 后者有时称作镍酸盐 英语 Oxonickelates 镍最常见的氢氧化物有Ni OH 2和NiO OH 它们存在于镍镉电池或镍氢电池中 Ni OH 2可由硝酸镍和氢氧化钾反应得到 1 Ni NO3 2 2 KOH Ni OH 2 2 KNO3硫属化合物 编辑 镍和硫 硒 碲可以形成多种二元化合物 如镍的硫化物有NiS NiS2 Ni3S4 Ni7S6等数种 其中NiS2具有黄铁矿结构 Ni3S4具有尖晶石结构 镍的三元硫属化物也有很多报道 例如橙黄色的KNi2S2 2 金色的K2Ni3Se4 3 以及金绿色带有金属光泽的Rb2Ni3S4 4 等 镍可以形成两种钋化物 NiPo和NiPo2 5 镍最常见的硫属含氧酸盐是硫酸镍 NiSO4 它可以形成黄色的无水物 蓝绿色的六水合物和暗绿色的七水合物 1 其中 无水物由水合物直接加热脱水得到 四方晶系的六水合物可在30 7 C至53 8 C的水溶液中结晶得到 在此温度之上得到正交晶系的六水合物 在此温度之下得到七水合物 X射线衍射表明 六水合物中存在八面体的 Ni H2O 6 2 并由氢键与SO2 4 相连 6 碳酸镍和硒酸溶液反应 从溶液中可以结晶出绿色的六水合硒酸镍 NiSeO4 6H2O 硒酸镍和硫酸镍都是易溶于水的镍盐 1 磷属化合物 编辑 叠氮化镍 Ni N3 2 是镍和氮形成的化合物 易爆 它由碳酸镍和叠氮酸反应得到 它受热分解为金属镍粉和氮气 7 它可以以二水合物 Ni N3 2 2H2O 和碱式盐 Ni OH N3 的形式存在 8 氨基镍 Ni NH2 2 是暗红色固体 分子中含有被12个氨基围绕的Ni6簇 9 取代胺基镍也是已知的 四羰基镍 Ni CO 4 和一氧化氮作用 生成浅蓝色的亚硝基配合物Ni NO NO2 它是一种易自燃的活泼化合物 10 Ni CO 4 4 NO Ni NO NO2 N2O 4 CO硝酸镍 Ni NO3 2 是镍的硝酸盐 存在无水物和水合物 水合物以墨绿色的六水合物最为常见 硝酸镍易溶于水 硝酸镍溶液和氨反应 生成硝酸六氨合镍 Ni NH3 6 NO3 2 11 和水合肼反应 生产硝酸三肼合镍 Ni N2H4 3 NO3 2 12 镍有多种磷化物 最常见的是Ni2P 由于磷化物的结构 它比硫化镍具有更高的催化活性 Ni2P可用于催化加氢脱硫 加氢脱氮等反应 13 镍和三氟化磷在100 C和350 atm下反应 可以得到四 三氟化磷 镍 该化合物中镍原子的氧化态为0 三苯基膦也能和镍形成若干种配合物 10 镍盐和KPH2反应 可以制得氨基镍的同类物Ni PH2 2 该化合物可溶于KPH2的液氨溶液 生成配合物K2 Ni PH2 4 10 磷酸氢二钠和镍盐溶液反应 生成绿色的八水合磷酸镍 Ni3 PO4 2 8H2O 而磷酸铵和镍盐溶液反应 得到的是磷酸镍铵 NH4NiPO4 10 卤化物 编辑 nbsp 六水合氯化镍镍 II 的四种卤化物都是已知的 它们都存在无水物和水合物 氟化镍 NiF2 是黄色固体 具有金红石结构 可以形成三水合物NiF2 3H2O 14 四水合物也是已知的 15 氯化镍 NiCl2 是黄色晶体 具有CdCl2结构 它可以形成六水合物 NiCl2 6H2O 在29 C以上结晶 可以得到四水合物 NiCl2 4H2O 在64 C以上结晶 可以形成二水合物 NiCl2 2H2O 14 溴化镍 NiBr2 是黄色晶体 具有CdCl2结构 它可以形成六水合物 NiBr2 6H2O 14 在29 C以上结晶 得到三水合物 NiBr2 3H2O 和二水合物 NiBr2 2H2O 16 在2 C以下从溶液中结晶 得到九水合物 NiBr2 9H2O 14 二溴化六氨合镍 II Ni NH3 6Br2 是蓝色至紫色的晶体 难溶于低温下的液氨中 但可溶于沸腾的液氨中 此外 一氨 二氨和二肼配合物也是已知的 14 碘化镍 NiI2 是黑色晶体 具有CdCl2结构 它可以形成绿色的六水合物 NiI2 6H2O 棕色的二氨合物 NiI2 2NH3 和蓝紫色的六氨合物 14 高价镍的卤化物仅已知氟镍化合物 镍 II 的卤配合物 如四氯合镍酸盐 英语 tetrachloronickelate NiCl4 2 四溴合镍酸盐 英语 tetrabromonickelate NiBr4 2 和四碘合镍酸盐 英语 tetraiodonickelate NiI4 2 都是已知的 17 其它 编辑 镍在饱和二氧化碳的水中电解 可以得到碳酸镍 NiCO3 它也可由氯化镍和碳酸氢钠反应得到 Ni2MO4 M Si Ge Sn 的盐是已知的 它们可由一氧化镍和相应的二氧化物在高温下反应得到 18 19 偏锡酸镍 NiSnO3 可由其二水合物在127 C分解得到 19 Ni Pb OH 6 由Na2 Pb OH 6 和Ni NO3 2在85 乙醇中反应得到 19 镍的有机酸盐 编辑镍可以和有机酸成盐 在大部分的这类化合物中 有机酸的酸根作为配体与镍配位 镍的有机酸盐数量很多 一些已知结构的化合物参见下表 化学式 名称 分子量 晶系 晶胞参数 A V Z 密度 颜色 参考文献a b c b A3 g cm3Ni HCOO 2 2H2O 甲酸镍二水合物 单斜 8 60 7 06 9 21 96 50 4 20 Ni20 C5H6O4 20 H2O 8 40H2O 戊二酸镍水合物 立方 16 581 4559 浅绿色 21 Ni9 OH 2 H2 O 6 C4 H5 O2 8 2H2O 碱式环丙酸镍水合物 正交 14 810 24 246 24 607 8836 4 1 554 亮绿 22 Ni5 OH 2 C4H5O2 8 碱式环丙酸镍 正交 19 406 18 466 21 579 90 7733 8 2 172 浅绿 22 Ni3 CF3COO 6 CF3COOH 6 CF3COOH 三氟乙酸氢镍三氟乙酸合物 三方 13 307 53 13 8148 6 2 205 祖母绿 23 Ni3 CF3COO 6 CF3COOH 2 H2O 4 CF3COOH 2 三氟乙酸氢镍三氟乙酸合物水合物 三斜 9 12 10 379 12 109 a 84 59 b 72 20 g 82 80 1080 9 1 2 124 祖母绿 23 K2 Ni C6H5O7 H2O 2 2 4H2O 柠檬酸镍钾四水合物 三斜 6 729 9 100 10 594 a 94 86 b 100 76 g 103 70 613 5 1 1 942 绿色 24 K2 Ni2 C6H5O7 2 H2O 4 4H2O 四水合 四水 m 柠檬酸根 k4O O O O 合镍 II 酸钾 717 94 单斜 10 616 13 006 9 0513 93 09 1247 8 2 1 911 绿色 25 N CH3 4 Ni4 C6H4O7 3 OH H2O 18H2O 碱式柠檬酸镍四甲基铵水合物 三斜 11 84 14 29 20 93 96 16 b 106 36 g 94 89 3352 1 浅绿色 24 26 Na2 Ni C6H4O7 2H2O 柠檬酸镍钠 绿色 27 NH4 2 Ni HCit 2H2O 2 2H2O 柠檬酸镍铵 639 79 三斜 6 407 9 471 9 6904 a 105 064 b 91 99 g 89 33 567 5 1 1 872 绿色 28 NH4 4 Ni HCit 2 2H2O 二柠檬酸根合镍 II 酸四铵 545 10 单斜 9 361 13 496 9 424 115 476 1074 9 2 1 684 28 NH4 2 Ni H2O 6 Ti H2cit 3 2 6H2O 柠檬酸二氢钛六水合镍铵六水合物 1547 43 六方 15 562 7 690 1605 5 1 1 600 浅绿 29 Ni C5H7O2 2 3 乙酰丙酮镍 256 91 正交 23 23 9 64 15 65 3505 4 1 46 绿色 30 Ni C4O4 2H2O 方酸镍 立方 8 068 8 068 8 068 90 525 1 93 绿色 31 Ni C4O4 8H2O 方酸镍八水合物 428 93 单斜 10 288 6 372 12 852 106 98 805 8 2 1 768 绿色 32 Ni C5O5 3H2O 环戊烯五酸镍三水合物 正交 绿色 33 K2 Ni C5O5 2 H2O 2 4H2O 环戊烯五酸镍钾四水合物 525 11 单斜 8 015 6 660 16 489 90 20 880 1 2 1 982 绿色 34 Ni C5H5COO 2 2H2O 苯甲酸镍二水合物 354 98 单斜 6 1341 34 180 6 9793 95 331 1457 0 4 1 618 浅绿 35 Ni C6H4 COO COOH 2 6H2O 邻苯二甲酸氢镍六水合物 单斜 16 024 5 574 12 500 113 42 2 1 611 36 Ni C6H4 COO 2 4H2O 对苯二甲酸镍四水合物 绿色 37 Ni OH C6H4 COO COOH H2O 碱式对苯二甲酸镍水合物 绿色 37 source source source source source source source source 镍化合物可以用丁二酮肟试剂来检验 水溶液的镍离子可以和丁二酮肟形成桃红色的配合物 这一反应是特征性的 不受其它常见离子干扰 38 左 丁二酮肟试剂 中 Ni2 溶液 右 含Ni2 和其它多种金属离子的混合溶液有机化合物 编辑主条目 有机镍化合物 四羰基镍 Ni CO 4 是无色易挥发的剧毒液体 可用于金属镍的提纯 39 它可用于制备含Ni C双键的卡宾配合物 或与烯丙基卤化物反应 得到p 烯丙基配合物 40 二茂镍 Ni C5H5 2 是镍的环戊二烯配合物 为绿色晶体 可由氯化六氨合镍和环戊二烯基钠反应得到 41 Ni NH3 6 Cl2 2 NaC5H5 Ni C5H5 2 2 NaCl 6 NH3二茂镍可以参与醇 酚 解反应 如与五氟苯酚亚铊反应 生成镍的酚配合物Tl2 Ni OArF 4 42 含取代基的二 镍杂环戊二烯 铁于2020年被合成出来 43 参考文献 编辑引用 编辑 1 0 1 1 1 2 朱文祥 无机化合物制备手册 化学工业出版社 2006 pp 352 353 X 4 pp 713 XVI 142 XVI 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