第八章 原子结构——无机化学课件PPT
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无机化学基础知识PPT课件
元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式，它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期（稀有气体除外），从 左到右，随着原子序数的递增， 元素原子的半径递减；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的最高正化 合价递增（从+1价到+7价），第 一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ 元素除外；最低负化合价递增 （从-4价到-1价）第一周期除外， 由于金属元素一般无负化合价， 故从ⅣＡ族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
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酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂，如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下，难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度，可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数（Ksp）
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时，各离子浓度幂的乘积，是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的金属性递 减，非金属性递增；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素的金属性递增，非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子，由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点，良好的导电性和导热性，在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时离核的远
《无机化学》第8章.配位化合物PPT课件
配位化合物的发展趋势与展望
新材料与新能源
随着人类对新材料和新能源需求的不断增加，配位化合物有望在太 阳能电池、燃料电池等领域发挥重要作用。
生物医药领域
配位化合物在药物设计和治疗方面的应用前景广阔，有望为人类疾 病的治疗提供新的解决方案。
环境科学领域
配位化合物在处理环境污染和保护生态环境方面具有潜在的应用价值， 未来有望为环境保护做出贡献。
螯合物
由两个或更多的配位体与同一 中心原子结合而成的配合物，
形成环状结构，如： Fe(SCN)3。
命名
一般命名法
根据配位体和中心原子的名称，加上 “合”字和数字表示配位数的顺序来 命名，如：Co(NH3)5Cl。
系统命名法
采用系统命名法，将配位体名称按照 一定的顺序列出，加上“合”字和数 字表示配位数的顺序，最后加上中心 原子名称，如： (NH4)2[Co(CO3)2(NH3)4]·2H2O。
配位化合物的种类繁多，其组成和结 构取决于中心原子或离子和配位体的 性质。
配位化合物的形成条件
01
存在可用的空轨道 和孤对电子
中心原子或离子必须有可用的空 轨道，而配位体则需提供孤对电 子来形成配位键。
02
能量匹配
中心原子或离子和配位体的能量 状态需要匹配，以便形成稳定的 配位化合物。
03
空间和电子构型适 应性
中心原子或离子和配位体的空间 和电子构型需相互适应，以形成 合适的几何构型和电子排布。
02
配位化合物的组成与结构
组成
配位体
提供孤电子对与中心原子形成配位键的分子或离子。常见的配位 体有：氨、羧酸、酰胺、酸酐、醛、酮、醇、醚等。
中心原子
接受配位体提供的孤电子对形成配位键的原子。常见的中心原子有： 过渡金属元素的离子。
大学无机化学原子结构.ppt
N、P、As、Sb、Be、Mg电离能较 大 ——半满，全满。 同一主族：从上到下，最外层电子数相同；
Z*增加不多，r 增大为主要因素，核对外 层电子引力依次减弱，电子易失去，I 依 次变小。
4.电子亲和能 元素的气态原子在基态时获得一个电
子成为一价气态负离子所放出的能量称为 电子亲和能。当负一价离子再获得电子时 要克服负电荷之间的排斥力，因此要吸收 能量。 例如：
道上, 使整个原子系统能量最 低。
• Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式
相反的电子。
• Hund 规则 在 n 和 l 相同的轨道上分布的电子,将尽
可能分占 m 值不同的轨道, 且自旋平行。
N：1s2 2s2 2p3
Z = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 •半满全满规则：
E
1 RH ( n12
1 n22 )
E E2 E1
令n2 ，则E2 0，E1 E
当 n1
1，E1
RH
1 12
2.1791018 J
n2
2，E2
RH
1 22
5.451019 J
n3
3，E3 RH
1 32 En
2.421019
RH n2
J
J
8.2 微观粒子运动的基本特征
8.2.1 电子的波粒二象性
磁量子数m： m可取 0，±1, ±2……±l ； 其值决定了ψ角度函数的空间取向。
n, l, m 一定，轨道也确定
0
1
2
3…
轨道 s
p
d
f…
例如: n =2， l =0， m =0， 2s
n =3， l =1， m =0， 3pz n =3， l =2， m =0， 3dz2 思考题：
Z*增加不多，r 增大为主要因素，核对外 层电子引力依次减弱，电子易失去，I 依 次变小。
4.电子亲和能 元素的气态原子在基态时获得一个电
子成为一价气态负离子所放出的能量称为 电子亲和能。当负一价离子再获得电子时 要克服负电荷之间的排斥力，因此要吸收 能量。 例如：
道上, 使整个原子系统能量最 低。
• Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式
相反的电子。
• Hund 规则 在 n 和 l 相同的轨道上分布的电子,将尽
可能分占 m 值不同的轨道, 且自旋平行。
N：1s2 2s2 2p3
Z = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 •半满全满规则：
E
1 RH ( n12
1 n22 )
E E2 E1
令n2 ，则E2 0，E1 E
当 n1
1，E1
RH
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n2
2，E2
RH
1 22
5.451019 J
n3
3，E3 RH
1 32 En
2.421019
RH n2
J
J
8.2 微观粒子运动的基本特征
8.2.1 电子的波粒二象性
磁量子数m： m可取 0，±1, ±2……±l ； 其值决定了ψ角度函数的空间取向。
n, l, m 一定，轨道也确定
0
1
2
3…
轨道 s
p
d
f…
例如: n =2， l =0， m =0， 2s
n =3， l =1， m =0， 3pz n =3， l =2， m =0， 3dz2 思考题：
无机化学物质结构课件
H2分子的形成
两原子间通过共用电子对相连形成分子，电子定域于两原 子之间，形成了一个密度相对大的电子云（负电性），这 就是价键理论的基础. 因此，共价键的形成条件为： ① 键合双方各提供自旋方向相反的未 成对电子（想一想自旋方向相同呢？） ② 键合双方原子轨道应尽可能最大程 ◆ 能量最低原理 度地重叠
9.3.3 异核双原子分子
价键理论的局限性
不能解释有的分子的结构和性质 如 O2 O O
2s 2s 2p
2p
¨ ¨ ¨ ¨ O׃׃O O=O ¨ ¨ ¨ ¨
根据价键理论，氧分子中有一个键和一个 键，其电子全部成对。 但经磁性实验测定，氧分子有两个不成对 的电子，自旋平行，表现出顺磁性。
价键理论的局限性
杂化轨道理论的要点 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道 。 y
y
+ x= _ + x+ + x= 杂化轨道理论的要点
y
_
y
_
y
+
+ x
+ x+
_
y
y
+ x
y
+ _
y
+ _ _x
x
← +
y
=
+
y
+ x+
_ x
=
+
+
=
+
_x
杂化轨道理论的要点 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道 。
例
N2
化学键示意图
价键结构式 · · :N—N: · · 分子结构式
π
z
π
y
N
σx
《无机化学》课件
酸碱反应与沉淀反应
总结词
酸碱反应和沉淀反应是无机化学中常见的反应类型，需要掌握其 基本原理和规律。
酸碱反应
理解酸碱质子理论，掌握酸碱反应的规律和特点，如强酸制备弱酸 、水解反应等。
沉淀反应
研究沉淀的形成和溶解，了解沉淀的生成、转化和溶解等基本规律 。
氧化还原反应与配位反应
总结词
01
氧化还原反应和配ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反应是无机化学中的重要反应类型，需要
酸碱反应与离子平衡
酸碱反应
酸和碱之间的中和反应，生成盐和水 。
酸碱指示剂
离子平衡
溶液中离子间的相互作用和平衡状态 ，如水的电离平衡、沉淀溶解平衡等 。
用于指示溶液酸碱度的指示剂，如酚 酞、甲基橙等。
氧化还原反应与电化学
氧化还原反应
电子转移的反应，包括氧化和还 原两个过程。
原电池
将化学能转化为电能的装置，由 正负极和电解质溶液组成。
存储材料，为新能源技术的发展提供重要的支撑。
无机化学在环保领域的应用
总结词
无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。
详细描述
随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严重。无机化学在环保领域的应用主要涉及大气、水体和土 壤的污染控制与治理，以及废物处理和资源化利用等方面。通过研究无机物质的性质和反应机制，可以开发出高 效、低成本的污染物处理技术和资源化利用方案，为环境保护事业的发展做出重要贡献。
无机化学在生物医学领域的应用
总结词
无机化学在生物医学领域的应用主要涉及药物设计与 合成、生物成像技术和生物医用材料等方面。
详细描述
生物医学领域的发展对于人类的健康和生活质量的提高 具有重要意义。无机化学在生物医学领域的应用主要涉 及药物设计与合成、生物成像技术和生物医用材料等方 面。通过研究无机化合物的生物活性和反应机制，可以 开发出高效、低毒的药物和生物医用材料，为疾病诊断 和治疗提供新的手段和途径。同时，无机化学在生物成 像技术方面也具有广泛的应用前景，如荧光探针、磁共 振成像等，为生物医学研究提供重要的技术支持。
第八章 原子结构2(12周-1)——无机化学课件PPT
➢ H原子轨道能量只与 n 有 关，其它原子轨道均发生能 级分裂。
原子轨道能量和原子序数关系图
➢ 原子序数增大时，原子轨 道能量逐渐下降。下降幅度 的不同，产生能级交错。
➢ 从钪(Sc)开始，第4周期元
素的 3d 轨道能级低于4s。说
明，不但是Mn原子，其余 3d 过渡金属被氧化时，4s 轨道 都先于 3d 轨道失去电子。.
量子力学不能精确求解多电子原子的薛定谔 方程，但可用近似法计算其轨道能级。
计算表明,波函数的角度部分和单电子原子大 致相同，而径向部分和单电子原子不同。
电子排布：
氢原子核外只有一个电子，通常位于基态的 1s 轨 道上； 多电子原子核外电子按能级顺序分层排列。
轨道：
与氢原子类似，其电子运动状态可描述为1s，2s， 2px，2py，2pz，3s……
8.3 多电子原子结构
单电子原子的能级
氢原子、类氢离子原子(He+、Li2+、Be3+、B4+等)：核 外只有一个电子，原子基态、激发态的能量只与主量子数 n 有关，与角量子数 l 无关。
能 7s ◎ 7p ◎ ◎ ◎ 7d ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 7f ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 量 6s ◎ 6p ◎ ◎ ◎ 6d ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 6f ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
利用这个规则可以粗略地估计电子在不同轨道上的 能量。
将原子的电子层结构用括号分成下列轨道组：
(1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p)… 1) 后面轨道组的每个电子对前面规道组电子的屏蔽
效应可忽略不计，即 σ = 0； 2) 同一轨道组电子之间的 σ 一般为 0.35，如果同在
大学无机化学经典课件原子结构ppt
氢原子光谱的特点是在可见区有四条比较明显的谱线， 通常用 H，H，H，H 来表示
氢原子的线状光谱
7
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
8
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
5
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
氢原子光谱和玻尔模型
Na光谱
所有波长
红
橙
黄绿
青蓝
紫
6
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
E = h
式中 E 为光子的能量， 为光子的频率，h 为 Planck 常数，其值为 6.62610-34 Js。物质以光的形式吸收或放 出的能量只能是光量子能量的整数倍。
电量的最小单位是一个电子的电量。 我们将以上的说法概括为一句话，在微观领域中能量、 电量是量子化的。量子化是微观领域的重要特征，后面我 们还将了解到更多的量子化的物理量。
14
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
玻尔提出的三点假设： 1）稳定轨道的概念 2） 电子在离核越远的轨道上运 动，能量越大 3） 处于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核 较近的轨道上同时释放出光能
1
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
氢原子的线状光谱
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
氢原子光谱和玻尔模型
Na光谱
所有波长
红
橙
黄绿
青蓝
紫
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
E = h
式中 E 为光子的能量， 为光子的频率，h 为 Planck 常数，其值为 6.62610-34 Js。物质以光的形式吸收或放 出的能量只能是光量子能量的整数倍。
电量的最小单位是一个电子的电量。 我们将以上的说法概括为一句话，在微观领域中能量、 电量是量子化的。量子化是微观领域的重要特征，后面我 们还将了解到更多的量子化的物理量。
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
玻尔提出的三点假设： 1）稳定轨道的概念 2） 电子在离核越远的轨道上运 动，能量越大 3） 处于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核 较近的轨道上同时释放出光能
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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
无机化学原子结构PPT讲稿
8.2.2 不确定原理与微观粒子 运动的统计规律
1927年，Heisenberg不确定原理
x p h
2 Δx—微观粒子位置的测量偏差 Δp—微观粒子的动量偏差 微观粒子的运动不遵循经典力学的规律。
x v ≥ h / 2πm
对于电子来说，其 m = 9.11 10-31 kg, h/2πm 的数量 级为10－4。原子半径的数量级为 10－10 m 左右，因此核外 电子位置的测量偏差 x 不能大于 10-12 m，这时其速度的 测量偏差 v 一定大于 108 ms-1。这个偏差过大，已接近 光速，根本无法接受。
要研究电子出现的空间区域，则要去寻找 一个函数，用该函数的图象与这个空间区域建 立联系。这种函数就是微观粒子运动的波函数 。
1926 年奥地利物理学家 E. Schrödinger 建 立了著名的微观粒子的波动方程，即 Schrödinger 方程。描述微观粒子运动状态的 波函数 ，就是解 Schrodinger 方程求出的。
2
z 2
8π 2m h2
E
V
：波函数
E：能量
V：势能
m：质量
h：Planck常数
x, y, z：空间直角坐标
2 2 2 8 2m (E V ) 0
x2 y 2 z 2 h2
代数方程的解是一个数；微分方程的解是一 组函数；对于 Schrödinger 方程，偏微分方程 来说，它的解将是一系列多变量的波函数 的 具体函数表达式。而和这些波函数的图象相关 的空间区域，与所描述的粒子出现的几率密切 相关。
§8.2 微观粒子运动的基本特征
8.2.1 微观粒子的波粒二象性 8.2.2 不确定原理与微观粒子
运动的统计规律
8.2.1 微观粒子的波粒二象性
大学无机化学-第八章 原子结构 课件
原子核的体积只有原子体积的１／１０ １２－ 1５ ，而原 子核的质量却占了原子质量的99.9% 以上 ，所以原子核的
密度高达 1×1013 g· cm-3 （一般物质的密度只有 1×１０ ０
g· cm－３ 数量级）。 根据爱因斯坦 (Einstein)的质能联系方程可以算出，原子 核内蕴藏着异常巨大的潜能。原子正是通过其巨大质量的核
运 动 范 围 运 动 速 度 描 述 方 法
无机化学
8.2 单电子原子的结构
8.2.1 微观粒子的量子化特征
1、 普朗克的量子假说
（1）黑体辐射实验 无反射能力的物体称(绝对)黑体，黑体向四周 辐射的能量称为辐射能。按照经典理论的观点，谐 振子的能量和它的振幅平方成正比，振子的振幅是
连续变化的，因而振子的能量也是连续变化的。然
En = n E
n =1，2，3，„，正整数
能量的这种不连续性，称 ( 能量 ) 量子化，最小 能量单元称为 ( 能 ) 量子。由于它与黑体辐射的频率 成正比，相当于一个光子的能量，又称为光量子：
也就是说， 质子数相同的原子属于同种元素 。但质子数相
同的原子，中子数不一定相同，这意味着同种元素中可能 含有不同的原子。 无机化学
8.1 原子的内部组成
元素 将质子数相同的一类单核粒子统称为同一种元素， 用元素符号Ｅ表示。 核素
将质子数和中子数都相同的单核粒子称为同一种核素，
用核素符号 ZA E 表示。 式中左下标Z为质子数，左上标A为核子数(质子数与中子 数之和)，因为它近似等于原子质量的数值，故A又称为 质量数。 无机化学
最小单位作跳跃式的增减，这一物理量就是量子化 的，其变化的最小单位就叫做这一物理量的量子。
普朗克的量子假说，否定了“一切自然过程都是连续的”
密度高达 1×1013 g· cm-3 （一般物质的密度只有 1×１０ ０
g· cm－３ 数量级）。 根据爱因斯坦 (Einstein)的质能联系方程可以算出，原子 核内蕴藏着异常巨大的潜能。原子正是通过其巨大质量的核
运 动 范 围 运 动 速 度 描 述 方 法
无机化学
8.2 单电子原子的结构
8.2.1 微观粒子的量子化特征
1、 普朗克的量子假说
（1）黑体辐射实验 无反射能力的物体称(绝对)黑体，黑体向四周 辐射的能量称为辐射能。按照经典理论的观点，谐 振子的能量和它的振幅平方成正比，振子的振幅是
连续变化的，因而振子的能量也是连续变化的。然
En = n E
n =1，2，3，„，正整数
能量的这种不连续性，称 ( 能量 ) 量子化，最小 能量单元称为 ( 能 ) 量子。由于它与黑体辐射的频率 成正比，相当于一个光子的能量，又称为光量子：
也就是说， 质子数相同的原子属于同种元素 。但质子数相
同的原子，中子数不一定相同，这意味着同种元素中可能 含有不同的原子。 无机化学
8.1 原子的内部组成
元素 将质子数相同的一类单核粒子统称为同一种元素， 用元素符号Ｅ表示。 核素
将质子数和中子数都相同的单核粒子称为同一种核素，
用核素符号 ZA E 表示。 式中左下标Z为质子数，左上标A为核子数(质子数与中子 数之和)，因为它近似等于原子质量的数值，故A又称为 质量数。 无机化学
最小单位作跳跃式的增减，这一物理量就是量子化 的，其变化的最小单位就叫做这一物理量的量子。
普朗克的量子假说，否定了“一切自然过程都是连续的”
2024版大学无机化学完整版ppt课件
离子键。
离子晶体的结构
02
离子晶体中正负离子交替排列，形成空间点阵结构，具有高的
熔点和沸点。
离子键的强度
03
离子键的强度与离子的电荷、半径及电子构型有关，电荷越高、
半径越小，离子键越强。
12
共价键与分子结构
2024/1/29
共价键的形成
原子间通过共用电子对形成共价键，共价键具有方向性和饱和性。
分子的极性与偶极矩
大学无机化学完整版ppt课件
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• 无机化学概述 • 原子结构与元素周期律 • 化学键与分子结构 • 化学反应基本原理 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与超分子化学简介
2
01
无机化学概述
Chapter
2024/1/29
反应机理
基元反应和复杂反应、反应机理的推导和表示 方法
反应速率理论
碰撞理论、过渡态理论和微观可逆性原理
2024/1/29
影响反应速率的因素
浓度、温度、催化剂和光照等外部条件对反应速率的影响
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05
酸碱反应与沉淀溶解平衡
Chapter
2024/1/29
19
酸碱反应概述
酸碱定义及性质
介绍酸碱的基本概念、性质和分类，包括阿累尼乌斯 酸碱理论、布朗斯台德酸碱理论等。
配位化合物的组成 中心原子或离子、配体、配位数、配位键等。
配位化合物的分类
3
根据中心原子或离子的性质可分为金属配位化合 物和非金属配位化合物；根据配体的性质可分为 单齿配体和多齿配体等。
2024/1/29
28