HClO3-Lewis-Struktur, Eigenschaften: 33 Vollständige schnelle Fakten

In diesem Artikel sollten wir die Lewis-Struktur von HClO3 und verschiedene charakteristische Fakten diskutieren. Beginnen wir den Artikel mit dem kovalenten Charakter der HClO3-Lewis-Struktur.

In der HClO3-Lewis-Struktur befindet sich Cl in einer Oxidationsstufe von +5 und es ist seine höchste Oxidationsstufe, sodass es sich als Oxidationsmittel verhalten, einer Reduktion unterliegen und andere Substituenten oxidieren kann. Der pka-Wert von HClO3 ist sehr niedrig, fast negativ, also ist es eine starke anorganische Säure. das zentrale Cl-Atom ist sp3 hier hybridisiert. Die Geometrie um das zentrale Cl ist in der HClO3-Lewis-Struktur pyramidenförmig.

Es gibt zwei doppelt gebundene O-Atome und eine -OH-Gruppe ist an das zentrale Cl-Atom gebunden. Das zentrale Cl enthält fünf Bindungspaare und ein einsames Paar. Die Geometrie um ein einzelnes O herum ist gebogen.

Einige wichtige Fakten über HClO3

HClO3 ist im physikalischen Zustand flüssig. Es ist eine farblose flüssige Verbindung. Die Molmasse von Chlorsäure beträgt 84.45 g/mol. Die Dichte der Säure beträgt 1 g/ml.

Die Chlorsäure kann durch Reaktion von Schwefelsäure mit Bariumchlorat im Labor hergestellt werden. Das unlösliche Bariumsulfat wird durch das Fällungsverfahren entfernt.

Ba (ClO3)2 + H2SO4 → 2 HClO3 + BaSO4

Das Erhitzen der Hypochlorsäure ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung der Chlorsäure zusammen mit Salzsäure.

3 HClO → HClO3 + 2 HCl

Die wässrige Lösung kann im Vakuum auf bis zu 40 % konzentriert werden; bei weiterem Konzentrieren oder Erwärmen tritt Zersetzung ein:

8 HClO3 → 4 HClO4 + 2 Std2O + 2 Cl2 + 3 Ö2

3 HClO3 → HClO4 + H2O + 2 ClO2

Chlorsäure und ihre konjugierte Base Chlorat sind beide stark Oxidationsmittel.

3KClO3 + 4HCl = 2KCl + Cl2 + 2ClO2 + 2H2O

Die Mischung aus Cl2 und ClO2 ist bekannt als Euchlor.

1.    Wie zeichnet man die Lewis-Struktur von HClO3?

Zu Zeichnen Sie die Lewis-Struktur von HClO3, müssen wir der Oktettregel folgen, da das zentrale Cl aus dem p-Blockelement stammt. Mit Hilfe der Lewis-Struktur können wir die unterschiedlichen kovalenten Eigenschaften von HClO3 verstehen.

HClO3 Lewis-Struktur
HClO3-Lewis-Struktur

Schritt 1-  Im ersten Schritt der HClO3-Lewis-Struktur sollten wir die Valenzelektronen jedes Substituenten einzeln zählen und zusammenzählen. Jetzt kommt Cl, das ist der p-Block, Gruppe 17th Element. Es hat also sieben Elektronen in seinem Valenzorbital.

Jetzt ist es für O auch das p-Blockelement und die Gruppe 16th Element. Es gehört zur Gruppe der VIA-Elemente, hat also sechs Elektronen in seinem Valenzorbital, ein Elektron weniger von Cl. Es sind drei O-Atome vorhanden, also sind die gesamten Valenzelektronen vorhanden 3*6 = 18 Elektronen.

Kommen wir nun zum letzten Atom, das H ist. H ist das Element der Gruppe IA und es hat nur ein Elektron, das nur sein Valenzelektron ist.

In der HClO3-Lewis-Struktur beträgt die Gesamtzahl der Valenzelektronen also 7 + 18 + 1 = 26 Elektronen.

Schritt 2- im 2nd Schritt der Lewis-Strukturzeichnung entscheiden wir, welches das Zentralatom sein wird. Hier tritt Mehrdeutigkeit zwischen O- und Cl-Atomen auf. Beide sind p-Block-Elemente und die Elektronegativität ist für diese beiden Elemente fast gleich. Sie unterscheiden sich aber in ihrer Größe. 

Die Größe von Cl ist größer als O, da die Größe nach unten in der Gruppe des Periodensystems aufgrund einer Erhöhung der Hauptquantenzahl von Atomen zunimmt.

Hier wird also Cl als Zentralatom gewählt und als drei umgebende Atome sind drei O-Atome vorhanden.

Schritt 3-  Alle Atome in der HClO3-Lewis-Struktur stammen von s- und p-Block-Elementen. Hier wird also die Oktettregel angewendet. Gemäß der Oktettregel vervollständigt das Blockelement sein äußerstes Orbital um a maximal zwei Elektronen.

Nach der Oktettregel des p-Block-Elements vervollständigen sie ihre Valenzschale mit acht Elektronen, da das p-Orbital maximal sechs Elektronen enthält und das p-Block-Element immer ein s-Orbital enthält und es zwei Elektronen gibt.

Nach der Oktettregel sind also die benötigten Elektronen für die HClO3-Lewis-Struktur 4*8 +2 = 34 Elektronen. Aber die verfügbaren Valenzelektronen in der HClO3-Lewis-Struktur sind 26 Elektronen. Also der Mangel an Elektronen ist 34-26 = 8 Elektronen. Diese 8 Elektronen werden in den 8/2 = 4 Bindungen angesammelt unter den Substituenten in der HClO3-Lewis-Struktur.

Schritt 4- In diesem Schritt haben wir nun alle Atome in der HClO3-Lewis-Struktur durch die erforderliche Anzahl von Bindungen miteinander verbunden. Cl ist hier das Zentralatom, also wird Cl als zentrale Position dargestellt und fügt dann die erforderliche Anzahl von Bindungen hinzu, um alle Atome zu verbinden. Drei O-Atome sind mit drei Einfachbindungen mit dem zentralen Cl-Atom verbunden und eine Bindung dient zur Verbindung eines H mit einem der O-Atome.

Daher werden alle vier Bindungen richtig verwendet und nur für die Bildung von Sigma-Bindungen verwendet.

Schritt 5- Im letzten Schritt sollten wir überprüfen, ob alle Atome in einem Molekül mit ihrem Oktett zufrieden sind oder nicht. Um ihr Oktett zu befriedigen, sollten wir mehrere Bindungen hinzufügen und ihnen einsame Paare zuweisen. Um das Oktett des zentralen Cl zu vervollständigen, sollten wir zwei Doppelbindungen zwischen Cl und zwei Atomen hinzufügen. Nun wird dem Cl-Atom ein freies Elektronenpaar zugeordnet.

Alle drei O-Atome bilden zwei Bindungen, entweder eine Doppelbindung mit zentralem Cl oder eine Bindung mit zentralem Cl und eine Bindung mit dem H-Atom. Darüber werden nun vier Einzelpaare gelegt.

2.    HClO3 Lewis-Strukturform

Die Geometrie des HClO3 Lewis-Struktur ist um zentrale Cl- und O-Atome fast gleich, aber die Formen sind aufgrund der unterschiedlichen vorhandenen Umgebungen unterschiedlich. Da Cl das zentrale Atom ist, fokussieren wir die Form um das zentrale Cl-Atom in der HClO3-Lewis-Struktur. Die Form ist pyramidenförmig.

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HClO3-Form

Die Geometrie eines Moleküls wird durch die VSEPR-Theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) oder das Vorhandensein umgebender Elektronen bestimmt. Ausgehend von der VSEPR-Theorie können wir nun sagen, dass wenn die AX3 Molekültyp mit einem freien Elektronenpaar über dem Zentralatom wird immer eine tetraedrische Geometrie angenommen.

Die tetraedrische Geometrie ist ideal für ein 8-Elektronen-System, aber aufgrund der Abstoßung der Einzelpaarbindung wird von der tatsächlichen Form abgewichen.

In der HClO3-Lewis-Struktur sind zwei Doppelbindungen vorhanden, wir wissen, dass Doppelbindungen mehr Platz benötigen, und es sind auch freie Elektronenpaare vorhanden. Um Abstoßung zu vermeiden, nimmt es um das zentrale Cl-Atom eine Pyramidenform an.

 Aber hier ist eine andere Form in diesem Molekül vorhanden. Die Geometrie um einfach gebundene O-Atome unterscheidet sich von der des zentralen Cl-Atoms. Im einfach gebundenen O-Atom befindet sich ein Die Elektronenzahl wird 8 betragen, und es wird erwartet, dass sie eine tetraedrische Geometrie annehmen sollte. Aber es nimmt a gebogene Form wie ein Wassermolekül aufgrund der Abstoßung in der Umgebung.

3.    HClO3 Valenzelektronen

In der HClO3-Lewis-Struktur werden die Valenzelektronen von seinen Substituenten wie Cl-, O- und H-Atomen beigetragen. Sagen Sie individuell die Valenzelektronen für jedes Atom voraus und addieren Sie sie zusammen, um die Gesamtvalenzelektronen für die HClO3-Lewis-Struktur zu erhalten.

Dort sind Cl-, O- und H-Atome als Substituenten in der HClO3-Lewis-Struktur vorhanden.

Die Gruppe 17th Element Cl hat eine elektronische Konfiguration [Ne] 3s23p5. Es liegt vor als VIIA-Element in der Halogenfamilie. Aus der elektronischen Konfiguration dieses Elements können wir sagen, dass das Valenzorbital von Cl 3s und 3p ist. Im jeweiligen Orbital sind insgesamt sieben Elektronen vorhanden. Diese sieben Elektronen sind Valenzelektronen, da sie am Valenzorbital vorhanden sind, diese Elektronen nehmen an der Bindungsbildung oder -abgabe teil.

Nun die elektronische Konfiguration der Gruppe 16th Element O ist [He]2s22p4. Es ist am VIA-Element vorhanden und aus der elektronischen Konfiguration können wir sagen, dass die 2s- und 2p-Orbitale das Valenzorbital oder das äußerste Orbital für O sind. Die in diesen Orbitalen vorhandenen Elektronen sind also die Valenzelektronen für O. Also hat O sechs Valenzelektronen, da zwei Elektronen im 2s-Orbital und 4 Elektronen im 2p-Orbital vorhanden sind.

Jetzt kommen für H. es ist das erste Element im Periodensystem und die Position seiner 1st Gruppe und 1st period.. Es gehört zur Gruppe IA und seine elektronische Konfiguration ist 1s1. Das 1s-Orbital ist also sein Valenzorbital und nur ein Elektron ist das Valenzelektron für H.

Die gesamten Valenzelektronen für die Lewis-Struktur von HClO3 sind also 7 + (6 * 3) + 1 = 26 Elektronen.

4.    HClO3 Lewis-Struktur Einzelpaare

In der HClO3-Lewis-Struktur enthalten nur Cl- und O-Atome nur das freie Elektronenpaar. Die gesamten freien Elektronenpaare der HClO3-Lewis-Struktur sind die Summe der freien Elektronenpaare einzelner Atome.

Um das einsame Paar für jedes einzelne Atom zu zählen, sollten wir die elektronische Konfiguration und die Valenzelektronen für Individuen überprüfen. Einzelpaare sind die eine Art von Valenzelektronen, weil sie in der Valenzschale jedes Atoms vorhanden sind, aber nicht an der Bindungsbildung teilnehmen und als Elektronenpaar über dem jeweiligen Atom existieren. Es trägt zur Oktettregel bei.

Aus der elektronischen Konfiguration von Cl ist ersichtlich, dass für Cl sieben Elektronen als Valenzelektronen vorhanden sind, jetzt hat Cl drei Sigma-Bindungen mit drei O-Atomen und zwei Doppelbindungen mit zwei O-Atomen gebildet. Nach der Mehrfachbindungsbildung verbleiben also zwei Elektronen in der Valenzschale für Cl. Diese beiden Elektronen existieren als einsames Elektronenpaar für Cl.

Bei drei O-Atomen bilden zwei O-Atome eine Doppelbindung mit Cl und ein O-Atom eine Bindung mit Cl und eine Bindung mit H. Also haben drei O ihre zwei Elektronen zur Bindungsbildung verwendet, und wir wissen, dass O sechs Valenzelektronen hat Der Rest von vier Elektronen existiert als zwei Paare von Einzelpaaren über drei O-Atomen.

H hat nur ein Elektron, das für die Sigma-Bindungsbildung mit einem der O-Atome verwendet wird. H hat also kein freies Elektronenpaar in der HClO3-Lewis-Struktur.

5.    Formale Ladung der HClO3 Lewis-Struktur

Aufgrund des Vorhandenseins verschiedener elektronegativer Atome im HClO3 sollten wir die Gesamtladung der HClO3-Lewis-Struktur überprüfen. Dieser Vorgang wird als formelle Anklage bezeichnet. Aber wir nehmen hier an, dass alle Atome die gleiche Elektronegativität haben, also gibt es keinen Unterschied in der Elektronegativität in der HClO3-Lewis-Struktur.

Die Formel, mit der wir die Formalgebühr berechnen können, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Wo nv ist die Anzahl der Elektronen in der Valenzschale oder dem äußersten Orbital, Nlp die Anzahl der Elektronen im freien Elektronenpaar ist und Nbp  ist die Gesamtzahl der Elektronen, die nur an der Bindungsbildung beteiligt sind.

Es sind drei verschiedene Substituenten Cl, O und H vorhanden, daher müssen wir die Formalgebühr für sie separat berechnen.

Die formale Ladung über Cl-Atomen ist 7-2-(10/2) = 0

Die formale Ladung über O-Atomen ist 6-4-(4/2) = 0

Die Formalladung über dem H-Atom ist 1-0-(2/2) = 0

Aus der obigen Berechnung geht also hervor, dass jedes Atom in der HClO3-Lewis-Struktur neutral ist. Es wird auch widergespiegelt, dass die HClO3-Lewis-Struktur ebenfalls ein neutrales Molekül ist.

6.      HClO3 Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Jedes s- und p-Blockelement folgt der Oktettregel nach der Bildung einer beliebigen Bindung oder eines beliebigen Moleküls, um wie Edelgase Stabilität zu erlangen. Sie versuchen, die elektronische Struktur wie die nächsten Edelgase zu erlangen. Die Substituenten in der HClO3-Lewis-Struktur sind gebildete s- und p-Blockelemente und sollten der Oktettregel folgen.

Das zentrale Cl in der HClO3-Lewis-Struktur stammt aus der Gruppe 17th Element und es hat sieben Valenzelektronen. Es ist ein p-Blockelement, also sollte es gemäß der Oktettregel sein Oktett vervollständigen, indem es die Valenzschale mit acht Elektronen vervollständigt. Diese Elektronen entstehen durch das Akzeptieren anderer oder das Teilen über eine Bindung mit einem anderen Atom.

Cl bildet drei Bindungen mit drei O-Atomen, indem es drei seiner Elektronen und eine von je drei O-Atomen teilt. Jetzt hat es sechs Elektronen in seinem Valenz-p-Orbital und bereits zwei Elektronen, die im s-Orbital vorhanden sind, also kann es sein Oktett mit acht Elektronen vervollständigen. Also, in der HClO3-Lewis-Struktur, Cl kann sein Oktett vervollständigen, indem es Drei-Sigma-Bindungen mit drei O-Atomen bildet und sowohl sein p- als auch sein s-Orbital vervollständigt.

Jetzt hat H für H nur ein Valenzelektron und ist ein Blockelement, also braucht es ein weiteres Elektron, um sein Oktett zu vervollständigen. Wenn H also eine Bindung mit O eingeht, um ein Elektron von seiner Seite und eines von der O-Seite zu teilen, kann es sein Oktett vervollständigen.

Für O-Atome gibt es zwei Arten von O-Atomen, die in der HClO3-Lewis-Struktur vorhanden sind. An das zentrale Cl-Atom sind zwei O-Atome mit einer Doppelbindung und ein O-Atom mit einer Einfachbindung gebunden. O Atom hat sechs Valenzelektronen und verwendet zwei Elektronen für Doppelbindungen oder zwei Sigma-Bindungen, also hat O zwei Bindungspaarelektronen von seiner Seite und zwei Elektronen von einer anderen Stelle, mit der es eine Bindung eingeht, und den Rest der vier freien Paare. O-Atome vervollständigen also auch ihr Oktett, indem sie eine Bindung mit anderen Atomen in der HClO3-Lewis-Struktur teilen.

7.    HClO3 Lewis-Strukturwinkel

Der Bindungswinkel um das zentrale Cl-Atom in der HClO3-Lewis-Struktur ist kleiner als 1200. Aber der Winkel um die einfach gebundenen O-Atome beträgt fast 1040.

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HClO3-Bindungswinkel

Aus der VSEPR-Theorie können wir sagen, dass der Bindungswinkel für die Pyramidenstruktur fast etwa 120 beträgt0. Aber der Bindungswinkel trigonal planar ist 1200. Aber der Bindungswinkel um das zentrale Cl-Atom ist kleiner als 1200, da es eine umfangreiche Doppelbindung gibt, tritt eine Abstoßung der freien Elektronenpaare auf.

Aufgrund der Minimierung dieser Abstoßung passt die HClO3-Lewis-Struktur ihren Bindungswinkel in gewissem Maße an und der Bindungswinkel nimmt ab. Wenn ein Abweichungsfaktor vorhanden ist, der die Abstoßung einsamer Paare oder die Abstoßung von Bindungspaaren ist, nimmt der Bindungswinkel des Moleküls immer ab als der erwartete Wert.

Auch hier wird ein weiterer Bindungswinkel zwischen Cl- und H-Atomen um ein einfach gebundenes O-Atom beobachtet.

Die Einheit um die einfach gebundenen O-Atome ist tetraedrisch, daher wird ein Bindungswinkel von 109 erwartet0, aber es sind zwei freie Elektronenpaare vorhanden, so dass auch Abstoßung auftritt. Um die Abstoßung zu minimieren hier nimmt auch der Bindungswinkel ab und liegt bei etwa 1040.

8.    HClO3 Lewis-Struktur-Resonanz

CLO3- anstelle von HClO3 zeigt eine andere Resonanzstruktur und auf der Basis von ClO3- Resonanzstruktur ist der Säuregrad von HClO3 abhängig.

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HClO3-Resonanzstrukturen

Alle vier sind die unterschiedlichen Resonanzstrukturen von ClO3-. Struktur IV ist die am meisten beitragende Struktur weil es aufgrund einer maximalen Anzahl kovalenter Bindungen die größte Stabilität aufweist und die negative Ladung über elektronegativen Cl-Atomen vorhanden ist.

Danach, wenn die Anzahl der kovalenten Bindungen verringert wird, Struktur III, dann II und am wenigsten beitragend ist I.

Aufgrund der höheren Anzahl an Resonanzstrukturen der konjugierten Base ist die HClO3-Lewis-Struktur eine starke Säure.

9.    HClO3-Hybridisierung

2p von O und 3p oder Cl haben eine unterschiedliche Energie, sodass sie einer Hybridisierung unterzogen werden, um ein neues Hybridorbital mit äquivalenter Energie zu bilden. In der HClO3-Lewis-Struktur ist zentrales Cl sp3 hybridisiert.

Wir haben die Formel verwendet, um die Hybridisierung des HClO3 vorherzusagen Lewis-Struktur ist,

H = 0.5 (V+M-C+A), wobei H = Hybridisierungswert, V ist die Anzahl der Valenzelektronen im Zentralatom, M = einwertige Atome umgeben, C=nr. des Kations, A=Nr. des Anions.

Die Hybridisierung zentraler Cl-Atome ist also 1/2(5+3) = 4 (sp3)

Struktur   Hybridisierungswert  Zustand der Hybridisierung des Zentralatoms    Bindungswinkel
Linear      2 sp/sd/pd       1800
Planer trigonal  3sp2              1200
Tetraeder       4sd3/sp3          109.50
Trigonale Bipyramide 5sp3d/dsp3           900 (axial), 1200(äquatorial)
Oktaeder      6sp3d2/ D2sp3      900
Fünfeckig bipyramidal7sp3d3/d3sp3             900, 720

                 

Aus der Hybridisierungstabelle geht also hervor, dass wenn die Anzahl der an der Hybridisierung beteiligten Orbitale 4 beträgt, das Zentralatom sp sein sollte3 hybridisiert.

Lassen Sie uns die Hybridisierung von zentralem Cl in HClO3 verstehen Lewis-Struktur.

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HClO3-Hybridisierung

Aus dem Kastendiagramm ist ersichtlich, dass wir bei der Hybridisierung nur die Sigma-Bindung berücksichtigen, nicht die Mehrfachbindungen.

10 HClO3-Löslichkeit

HClO3 ist in folgender Lösung löslich,

  • Wasser
  • CCl4
  • Ethanol
  • Benzol

11 Ist HClO3 wasserlöslich?

HClO3 ist ein polares Lösungsmittel und Wasser ist auch polar, also ist es in Wasser löslich (Gleiches löst Gleiches).

12 Ist HClO3 ein Elektrolyt?

Ja, HClO3 ist in wässriger Lösung in Kationen und Anionen gelöst und ionisiert und trägt Strom, es ist also ein Elektrolyt.

13 Ist HClO3 ein starker Elektrolyt?

Ja, HClO3 ist ein starker Elektrolyt, da die Dissoziation in einer wässrigen Lösung ein H+-Ion ergibt, das sehr schnell wandert und mehr Strom führt, sodass es ein starker Elektrolyt ist.

14 Ist HClO3 sauer oder basisch?

Das HClO3 hat ein saures H-Atom, ist also sauer.

15 Ist HClO3 eine starke Säure?

Aufgrund der Anwesenheit von mehr elektronegativen Atomen ziehen sie die Sigma-Elektronendichte zu sich hin, und die Freisetzung des sauren Protons ist sehr einfach, es ist also stark sauer.

16 Ist HClO3 mehrprotonige Säure?

Nein, es hat nur ein Proton, also ist es keine mehrprotonige Säure.

17 Ist HClO3 eine Lewis-Säure?

Hier ist keine freie Stelle für die Aufnahme von Einzelpaaren vorhanden, daher kann HClO3 keine Lewis-Säure sein.

18 Ist HClO3 eine Arrhenius-Säure?

Ja, es kann ein H freigeben+ Ion, also eine Arrhenius-Säure.

19 Ist HClO3 oder HIO3 stärker?

Cl hat eine größere Elektronegativität als I, daher ist HClO3 eine stärkere Säure als HIO3.

20 Ist HClO3 stärker als HClO2?

HClO3 hat mehr O-Atome als HClO2, also ist HClO3 stärker als HClO2.

21 Ist HClO3 eine binäre Säure?

Nein, es ist eine ternäre Säure.

22 Ist HClO3 polar oder unpolar?

HClO3 ist eine polare Verbindung, da sie aufgrund ihrer asymmetrischen Struktur ein resultierendes Dipolmoment aufweist.

23 Ist HClO3 linear?

Nein, HClO3 ist pyramidenförmig.

24 Ist HClO3 paramagnetisch oder diamagnetisch?

HClO3 ist aufgrund des Fehlens ungepaarter Elektronen von Natur aus diamagnetisch.

25 Siedepunkt von HClO3

Der Siedepunkt von HClO3 liegt bei 190C.

26 Ist HClO3 diprotisch?

HClO3 ist monoprotisch.

27 Ist HClO3 ionisch oder kovalent?

HClO3 ist kovalent.

28 Ist HClO3 ein Kation?

Nein HClO3 ist kein Kation sondern H+ ist sein Kation.

29 Ist HClO3 stärker als HCl?

Nein, HCl ist stärker als HClO3.

30 Ist HClO3 stärker als hclo4?

Nein, HClO4 ist aufgrund der höheren Anzahl an vorhandenen O-Atomen stärker als HClO3.

31 HClO3 ist stärker als HClO?

Ja, HClO3 ist stärker als HOCl.

32 Ist HClO3 eine Oxosäure?

Ja, HClO3 ist eine Oxosäure von Cl.

33 Ist HClO3 wässrig?

HClO3 ist flüssig.

Zusammenfassung

HClO3 Lewis-Struktur ist eine ternäre Verbindung und einbasige Säure. aufgrund der höheren Anzahl an O-Atomen ist es eine sehr starke Säure. Es ist ein Beispiel für Oxosäure von Halogen, Cl.

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