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結合エネルギー

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10/31 2:15
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むいむいむい

高3 青森県

酸塩基のところの問題で、HCl+NH3→Cl-+NH4+になるそうですが、わざわざそうなる理由をYahooで聞いたところ、 Cl-+NH4+になると、結合エネルギーが低くなるため安定するという回答が来ました。 なぜ結合エネルギーが低いものになると安定するのか分かりません

回答

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atom

大阪大学工学部

すべての回答者は、学生証などを使用してUniLinkによって審査された東大・京大・慶應・早稲田・一橋・東工大・旧帝大のいずれかに所属する現役難関大生です。加えて、実際の回答をUniLinkが確認して一定の水準をクリアした合格者だけが登録できる仕組みとなっています。
一般に「結合エネルギーは高い方が安定」です。 文脈は分かり兼ねますが、おそらくその方は間違えてます。 ただ今回は、「水溶液では電離した方が安定する」という解釈が正しいかと思います。 下記2点について少し詳しく説明します。 ⑴電離すると安定化する理由 ⑵上記の反応が起こる理由 ⑴電離すると安定化する理由 水は極性溶媒で、電荷の偏りを持ちます。 つまり、H-O-H(折れ線形)のうちOが負に、Hが正に帯電しています。さらに、H2O内のOは強い求電子性を持つため、両端のHから電子を引っ張ります。そのため、H2O中のOは通常の酸素より強い陰性を持ち、逆にHは強い陽性を持ちます。 そこでHClのうち、H+がH2OのOに、Cl-がHに引っ張られ引き剥がされます。これが電離です。式で書くと ①HCl→H+ + Cl- (強酸なのでほぼ100%電離) このように電離した後、それぞれ水分子に取り囲まれ(水和)、安定化します。この水和によるエネルギーの低下が「電離=安定」となる理由です。知恵袋回答者の表現を良心的に捉えるなら、HClの強い「結合エネルギーが」H2Oにより「低くなり」、結合が切れて水和することで「安定化する」といった感じでしょうか。 ただ「結合エネルギーが低くなると安定化する」という直接的な因果はないです。
今回の件とはあまり関係ありませんが、「結合エネルギーは大きいほど安定」です。 質問者さんの感覚は合ってます。 ⑵反応が起こる理由 一般にNH3の電離は ②NH3 + H2O ⇔ NH4+ +OH- (弱塩基なのであまり電離しない) H2Oは電離するよりそのままの方が安定な気がしますが、H2O自身がもともと自己解離反応といって、若干 H2O ⇔ H+ +OH- のように電離しています。 この自己解離反応で生じたH+とNH3が反応し、NH4+が生成されます。 ただ、NH4+は非常に不安定な状態なので、すぐNH3に戻ろうとします。 ②式で両矢印を使っているのはそのためです。 ちなみに、この右向きの反応と、左向きの反応が釣り合っている状態を「平衡」と呼びます。 NH3は水に大量に溶けるのですが、実は一部しか電離しておらず、大部分はNH3のままH2Oと水素結合で保たれています。そのため、アンモニアは水に大量に溶かしても弱塩基なのです。 アンモニアの電離反応を②式で示しましたが、今回①式のようにHClが大量にH+ を出しているので、H2Oの自己解離反応ではなく、ほぼここから供給されると考えて良いです。すなわち ③NH3 + H+ ⇔ NH4+ 普通はこの反応も、ある平衡状態で保たれるはずですが、①式の反応から無限にH+が出てくるため、③式の平衡状態が崩れ、右向きの反応が促進されます。 そのため大部分がNH4+となり、 ④HCl + NH3 → Cl- + NH4+ という反応が起こるわけです。 まとめると、通常 水にアンモニアを溶かしても、あまりNH4+は生成されませんが、HClの強い電離作用によってH+が過剰に供給されるため、NH3 + H+→NH4+という反応が活発になる。という感じです。 めちゃくちゃ脱線しました。 分かりにくい説明ですみませんm(_ _)m
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コメント(1)

むいむいむい
11/18 22:02
ありがとうございます。

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結合エネルギー
一般に「結合エネルギーは高い方が安定」です。 文脈は分かり兼ねますが、おそらくその方は間違えてます。 ただ今回は、「水溶液では電離した方が安定する」という解釈が正しいかと思います。 下記2点について少し詳しく説明します。 ⑴電離すると安定化する理由 ⑵上記の反応が起こる理由 ⑴電離すると安定化する理由 水は極性溶媒で、電荷の偏りを持ちます。 つまり、H-O-H(折れ線形)のうちOが負に、Hが正に帯電しています。さらに、H2O内のOは強い求電子性を持つため、両端のHから電子を引っ張ります。そのため、H2O中のOは通常の酸素より強い陰性を持ち、逆にHは強い陽性を持ちます。 そこでHClのうち、H+がH2OのOに、Cl-がHに引っ張られ引き剥がされます。これが電離です。式で書くと ①HCl→H+ + Cl- (強酸なのでほぼ100%電離) このように電離した後、それぞれ水分子に取り囲まれ(水和)、安定化します。この水和によるエネルギーの低下が「電離=安定」となる理由です。知恵袋回答者の表現を良心的に捉えるなら、HClの強い「結合エネルギーが」H2Oにより「低くなり」、結合が切れて水和することで「安定化する」といった感じでしょうか。 ただ「結合エネルギーが低くなると安定化する」という直接的な因果はないです。 今回の件とはあまり関係ありませんが、「結合エネルギーは大きいほど安定」です。 質問者さんの感覚は合ってます。 ⑵反応が起こる理由 一般にNH3の電離は ②NH3 + H2O ⇔ NH4+ +OH- (弱塩基なのであまり電離しない) H2Oは電離するよりそのままの方が安定な気がしますが、H2O自身がもともと自己解離反応といって、若干 H2O ⇔ H+ +OH- のように電離しています。 この自己解離反応で生じたH+とNH3が反応し、NH4+が生成されます。 ただ、NH4+は非常に不安定な状態なので、すぐNH3に戻ろうとします。 ②式で両矢印を使っているのはそのためです。 ちなみに、この右向きの反応と、左向きの反応が釣り合っている状態を「平衡」と呼びます。 NH3は水に大量に溶けるのですが、実は一部しか電離しておらず、大部分はNH3のままH2Oと水素結合で保たれています。そのため、アンモニアは水に大量に溶かしても弱塩基なのです。 アンモニアの電離反応を②式で示しましたが、今回①式のようにHClが大量にH+ を出しているので、H2Oの自己解離反応ではなく、ほぼここから供給されると考えて良いです。すなわち ③NH3 + H+ ⇔ NH4+ 普通はこの反応も、ある平衡状態で保たれるはずですが、①式の反応から無限にH+が出てくるため、③式の平衡状態が崩れ、右向きの反応が促進されます。 そのため大部分がNH4+となり、 ④HCl + NH3 → Cl- + NH4+ という反応が起こるわけです。 まとめると、通常 水にアンモニアを溶かしても、あまりNH4+は生成されませんが、HClの強い電離作用によってH+が過剰に供給されるため、NH3 + H+→NH4+という反応が活発になる。という感じです。 めちゃくちゃ脱線しました。 分かりにくい説明ですみませんm(_ _)m
大阪大学工学部 atom
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東北大学医学部 つねとも
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化学を得意にするにはひたすら演習なのか?
演習の際、用意している教材は問題集のみでしょうか? もしそうなら、必ず教科書や図録を見ながら取り組みましょう。 教科書や図録を使わずに学習をする人は、丸暗記に陥りがちです。 解説が的を絞ったことしか書いていないからです。 以下詳細な回答です。 *丸暗記では勝てない *暗記の心得3カ条 *人に教えて理解を深める *まとめ ------------ 【丸暗記では勝てない】 京大の化学は丸暗記で挑む人を叩きのめす構造になっています。 基本的な事柄に対しても「なぜか?」を理解して説明できる力が必要です。 大問1…酸化還元や物質の構造に関する問題 大問2…溶液や気体の化学平衡に関する問題 大問3…有機化学に関する問題 大問4…高分子化合物に関する問題 が例年のパターンです。 計算問題や有機化学のパズルは一見論証と関わりなさそうですが、立式導出過程を問題文から理解するということが必要になってくるので、丸暗記が習慣になっている人は苦戦を強いられます。 ----------- 【暗記の心得3カ条】 駿台化学科の石川正明先生は、 「論理性」 「意味性」 「感動性」 を大切に理解暗記していきましょう、と指導されています。 「論理性」 何故そうなるのかを説明できると、自信をもって理解暗記できます。 (例) 過マンガン酸イオンが、酸性溶液中で酸化剤としてはたらく半反応式 MnO4(-) 8•H( ) 5•e(-) → Mn(2 ) 4•H2O これは何故このような式になるのか、自分なりにわかりやすく説明できるようになっている人の方が自信を持って暗記できます。 教科書と化学図録を用いて詳しく調べながら学習を進めると良いです。 「意味性」 それを理解すると何が得られるのかを知ると、理解暗記する意欲が増します。 例) ステアリン酸×3とグリセリンから成る油脂は分子量890で、これを覚えておけば高分子化合物の分子量絡みの計算が速くなる。 「感動性」 面白い、すごい、ひどい、と心動くことで暗記しやすくなります。 例) 「水兵リーベ僕の船…」に代表されるような語呂合わせ。 ------------ 【人に教えて理解を深める】 重要問題集で自分が出来た問題でも、誰かにわかりやすく解説することは出来ますか? 「論理性」「意味性」「感動性」を意識して、人に教えてみてください。 これは僕が実践してきた化学勉強法です。 友達同士で質問し合いっこしましょう。 特に模試の復習でこれをやると効果的です。 ------------ 【まとめ】 問題集 教科書 図録で演習。 人と教えあいっこで理解を深める。 京大相手に丸暗記では太刀打ちできない。
京都大学工学部 クウルス
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不安を少しでも和らげるにはどうしたらいいのか
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大阪大学人間科学部 なむ
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何個か暗記のやり方あげますね。 まず、前提から。 歴史で大事なのは、歴史の流れと当時の世界観を掴んだ上で、細かい単語を暗記していくという作業です。これはよく言われることだし、それだけ歴史やってるなら、分かっていることだと思ってます。もし、初耳だとしたら、実践してみてください。今回は、後半の細かい単語の覚え方の方を紹介します。 1.短期で反復する。 もう、何回も同じ範囲を回します。たとえば、1時間のうちに、一問一答の1単元を三週するとかです。1週目全部。2週目間違ったところ。3週目はもう一回全部みたいにやります。1単元が多いと感じるなら、その半分とかでも結構です。ともかく2週目3週目の時に、分からなかったところを定着させることが大事です。短時間で何回もやれば定着してくるはずです。 2.ノートや教科書の場所で覚える。 自分は自作のノートで勉強していて、このやり方を有効活用してました。まず、ノートの1ページを頭の中にスキャンしておきます。問題ででた時に、(確かこれはノートのあの辺に書いてあったな」っていうのをあてにして、答えを導き出すやり方です。 3.どのように出題されるか予想しながら覚える。 自分は地歴が得意だったんですが、恐らくこの部分が他の人より優れていたんだと思います。この出来事は何が大切なのか。出題者は何を問いたいのか。どーやってだされると、自分はもう困ってしまうか。など出題された時のことを考えます。そして、覚える時はそれに注意しながら覚えるんです。実際に予想通りに出題されれば、「あ、あれやん!」ってなって答えられます。 4.紛らわしいものは表とかにまとめておく これは、2と3の合わせ技みたいなものです。どーやって出題されるかを予想すると、やはり出題者は紛らわしいものを狙ってくるなって予想がたてられます。 だから、紛らわしいものについては、自分なりに表などでまとめておいて、それを頭の中にスキャンしておきます。で、実際に出題されたら、まず表を書き出してから、それで照らし合わせてみるってやり方も充分ありです。 4つ紹介しました。どれか1つでも参考になれば幸いです。るなまるさんは、それだけ歴史やっているなら、成績はしっかりとついてくるはずです。まだまだ頑張れ!
慶應義塾大学商学部 タイ
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点数バカみたいに落ちました。(長くなります)
同じく国語と地理のマーク模試の成績が不安定だった者です。 まず申し上げたいのは、今回の結果は思うようにいかなかったとしても、ご自身の課題に向き合い、ゲームという好きな事を我慢してまで努力できたことは中々できることではありません。(私自身、結局受験本番までインターネットを全くやめられませんでした。) 結果だけでなくその過程も見て、ちゃんとご自身を褒めてあげてくださいね。精神論的になってしまいますが、自分が頑張ったことを当たり前と思わずその都度自分で認めてあげる事が、結果に振り回されて一喜一憂しないためのモチベーションの保ち方だと思います。 では、本題の試験の話の方に入ろうと思います。 国語と地理が思うようにいかなかったとの事でしたが、これらの教科の特性として、実力と点数が必ずしも比例しにくいことが挙げられます。 記述試験とは違って、マーク試験では正しい選択肢や間違った選択肢を"選んで"解答しますよね。ですから、当然消去法も使いながら正解を絞っていくことになりますが、その時にいつも自信を持って一つだけの選択肢を選べるとも限りません。例えば、5個の選択肢の中から正解に近い2個の選択肢まで絞ることができても、最後の決め手となる根拠が分からなければ、結局は2分の1の確率で、運で選ぶしかありません。たくさん勉強してせっかく5個の選択肢を2個まで減らすところまで実力が伸びても、不運にも不正解の方の選択肢を選び続けてしまえば、全く問題を理解していないが5分の1の確率で選択肢を選び、運良くたくさん正解を当てた人に点数で勝てなくなってしまいますよね。 さらに、マーク試験の選択問題では必ずと言っていいほど引っ掛けの選択肢があります。問題によっては、正解の選択肢よりも引っ掛けの選択肢を選んでしまう人の方が多いことさえあります。きちんと問題を読んで考えたことが裏目に出て、ついつい引っ掛けの選択肢ばかりを選んでしまい、適当に選んでいるだけの人よりも正解数が少なくなってしまうこともあります。 数学や物理のように、ミスをせず計算過程さえ正しく解ければ解答が1つだけに決まる科目とは違って、国語や地理のように、よく似た選択肢の中から正解を一つだけ選ぶ、というタイプの選択問題が多い科目では、上で述べたような運ゲー要素がどうしても結果を左右してしまいます。 ではどう対策すればいいのかというと、解答解説を見ながら、解き終わった模試をもう一度見直すことが大事です。つまり、各問題でご自身がどこまで選択肢を絞れていたのかを見るということです。惜しい選択肢まで絞れたが結局不運にも不正解の方を選んでしまったのか、それとも全くわからなくて全然違う選択肢を選んでしまったのか分析すれば、ご自身が間違えた理由が分かって、次に活かすことができます。しかも、結果としては残念ではあったが、惜しいところまで解けていた問題が多いことが分かれば、結果に反映こそされていないが、ご自身の努力によってきちんと実力がついてきていることを実感できるので、モチベーションにも繋がると思います。 さらに、受けた模試を見直すことで、正解はしたが偶然合っていただけの問題も洗い出すことができます。明確な根拠は分からなかったが運良く正解した問題のあやふやな部分を復習することで、次は自信を持って正解できるようになります。今回適当に選んで正解し質問者様よりも良い点数をとったが、復習を全くしなかった人たちよりも、はるかに実力を伸ばすことができますよね。 こんな風に、受けた模試をもう一度見直すと効果的ですが、その時におすすめの勉強法をご紹介します。私もこのやり方で勉強していました。 それは、各選択問題において、正解の選択肢が正しい根拠と、不正解の選択肢の間違っている箇所とその理由を指摘できるようにすることです。例えば国語であれば、正解の選択肢は、必ずと言っていいほど問題文の文章中に同じ意味の内容が記述されていますし、社会であれば教科書や参考書に正解の選択肢の内容は紹介されています。一方、不正解の選択肢は、それが間違っている理由が必ず存在しますし、どこが間違っていて、それを逆にどう変更すれば正解となるのか、模試の解説に書かれていることが多いです。 このように、選択問題において、正解の選択肢だけ選べれば終わりにしてしまわずに、正解の選択肢が正しい根拠、そして不正解の選択肢が間違っている箇所とどう直せばよいのかを指摘できるように復習すると良いです。慣れてきたら、この作業を試験本番でも行えるようにしましょう。私自身、受験直前に、この一連の作業を本番でも無意識にできるようにトレーニングした結果、地理の共通テスト本番で直前の模試から20点以上伸びました。 長くなりましたが、模試を受けた後は、結果だけ見るのではなく、その結果に至った原因をその都度確認されると良いということです。質問文の内容から、受かりたいという気持ちと、そのために努力を惜しまない姿勢は既にお持ちであることが伺えますので、後はそのやり方を少し工夫してみてください。次回以降の模試と、本番でも頑張ってくださいね。応援しています。
名古屋大学医学部 えりこ
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模試
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60日切りました。何をするべきですか?英語のリスニングが全くできません。
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この先が真っ暗に見えてしまう
名古屋大学文学部の者です。 きっと、りんさん以外にも不安や焦りを感じている受験生がいると思います。私もりんさんと同じように受かるかどうか不安で勉強に集中できないことがたくさんありました🥲 ですが、不安や焦りを感じることは必ずしも悪いことだとは言えません。この時期、本格的に受験勉強を始められてない人も多くいますし、志望校と自分の実力との距離がほとんど把握できていない人も多くいます。りんさんが不安や焦りを感じるのは志望校と自分の実力との距離がしっかり把握できているからこそです!その時点で他の受験生より一歩先にいますよ☺️ 模試の判定はD判定ということで、目指すところがA判定、B判定なので焦ってしまうと思いますがD判定でも十分です。合格判定はA,B,C,D,Eが均等な人数で分布していると思いがちですが、実はその大学を志望する受験生の6割はE判定なんです。なので、そもそもE判定じゃないことがすごいですよ👍🏻現時点でD判定でも全然問題ないです! とはいえ、不安になりすぎるのはよくないのでいくつか不安を解消する方法を挙げます。 ①受験までの勉強計画を立てる 既にやっているかもしれませんが、やるべきことがわかると余計なことを考えずに済み不安を抑制できるので計画を立てましょう。 まず最終目標と中間目標(例:夏の模試で〇判定をとる)を決めてそこから逆算して計画を立ててください。○月から□月はこの参考書をやるとか、○月から過去問に入るとかです!全て計画通りに行く人はほぼいないので定期的に計画を見直してくださいね。 ②体を動かす、外に出る 週に3回、30分程度の軽い運動をするだけで神経ペプチドYとよばれるレジリエンス因子を増やすことができ、この因子が不安を和らげてくれます。外に出て太陽の光を浴びることも重要です。セロトニンが脳内に分泌されて不安な気持ちを和らげることができます。長期休みなどは特に家にこもりがちなので外に出て身体を動かしましょう! ③不安な気持ちを書き出す 1日の中でネガティブな感情をひたすら紙に書く時間を取ってください。ネガティブな体験を紙に書き出すことで余計なことを考えなくなり、ワーキングメモリが改善されパフォーマンスがあがることがノースカロライナ州立大学のクラインと北テキサス大学のボールズらの実験によって証明されています。私も受験生の時にやっていました! 以上3つのことをぜひ実践してみてください☺️ 今はかなり疲れてると思うので1日だけ勉強しない日を作るのもいいかもしれませんね。適度に休憩をとりながら頑張ってください🔥応援してます☺️
名古屋大学文学部 みら
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過去問をどうしたら解けるようになりますか?
こんにちは 【数学】 網羅系問題集(青茶 or Focus or 1対1)のどれかもってますか?持っていたらそこに載っている例題は最高難易度以外の問題なら9割5分問題見た瞬間解法が言えるレベルまでやりましょう 最低でも二次関数、集合命題、三角比、確率、整数、ベクトル、数列、図形と方程式、三角関数、指数対数、微積分、複素数、極限はできるようにしましょう そのためには毎回【なんでこの問題でこの解答をするのか】と【その問題のテーマ】を意識してやればいいです なんで?の部分は青茶の解答や指針のところに書いてあるんで分からなかったらそこ見れば大丈夫です テーマに関しては問題番号の横に堂々と書いてます(例えば整数問題なら余りで分類、不定方程式など) 「この問題なら余りで分類で一発」くらい言えれば大丈夫です 時間ないと思うんで、どうしても分からない、何度やっても覚えられないところ以外は書かずに問題見て解答見て、理解するで平気です これは単純暗記ではないです 「原理を理解し、知識として蓄える」作業です なにも考えずに覚えるのでなく、問題文のこの情報から分かるのはこれだから、そりゃこの解法とるだろ と毎回納得してください これちゃんとやれば、理科大数学なら満点狙えるレベルの学力はつきます 一度理解した問題はやらなくていいんで、回数重ねるごとにやる問題は減るんで最後の方は1日で1A2B3を1周できるくらいになるんで大丈夫です はじめの方はインプット重視、中盤からアウトプットめちゃめちゃ意識してやってください 本当に自分はなにも見ない状態でこの問題の解答書けるのか?と毎度気にしてください これが終わり次第完全アウトプット作業に移りましょう 具体的には何かの問題集から5,6問ピックアップして制限時間を入試の時間に合わせて模試形式で演習してください これが今まで試したアウトプットの方法で一番いいです 本気で解くので終わった後の解説理解の時に得られるものがいわゆる普通の問題集解いた時より圧倒的に多いです 【英語】 単語熟語文法音読、毎日やりましょう 他の勉強の合間の休憩でいいです 音読は読むスピードを一気に早めるためにやります 長文はパラグラフ(段落)ごとでテーマを見つけてください 1パラにテーマは一個です 主題説明なのか、例示なのか、対比なのか、理由説明なのか それが分かるだけでその段落の方向は見えるので、分からない文章あってもそんなにダメージ食らわなくなります 複雑な文章が来たら、英文解釈(SVOCMふるやつ)やりましょう 英文解釈すればほとんどの文は5文型のどれかに帰着します そうやって構造を簡略化すればだいぶ見通し良くなります おおかた修飾しまくったり、接続詞で繋いだり、ただの付加情報(メイン情報でない)だけの副詞節などがダラダラ繋がってるだけなんで あとは倒置と省略ですが、これは予備校の授業か参考書を見てください 【化学】 化学は理論、無機、有機にわかれますね 無機→暗記するだけです やってください 問題解きながらやると覚えやすいです 有機→暗記がほとんどです 覚えましょう 化合物の式、構造式、反応の仕方くらいです これは途中から、ある程度覚えてから、問題解きながらやるといいでしょう 理論→暗記と思考訓練です 暗記系は覚えましょう 思考訓練は主に平衡反、反応熱、気圧、電池ですかね 予備校のテキストでも、めちゃめちゃ簡単な参考書(本当に初学ならばシグマベストの理解しやすい化学くらいでいいです)で理解しましょう 時間ないと思うんで、数学メインがいいと思います ちゃんとこなせれば志望大学に合格する可能性は普通にあるしやらなければきついでしょう 過去問は最悪年越えてからでも間に合います ほとんどわかってないうちから過去問を解いてもプラスになることはないでしょう どんな問題か見るだけならいいと思いますが なんで、とりあえず過去問のことは考えなくて大丈夫です という感じです 内容、方針についてもし質問があれば答えます 残りの受験勉強頑張ってください🙏合格を祈っています
早稲田大学先進理工学部 エムジェー
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