Бром: различия между версиями
imported>ПростаРечь Нет описания правки |
imported>Sldst-bot м устаревшие параметры в ш:Родственные проекты |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{ | {{Другие значения}}{{Перенаправление|Br}}{{Карточка химического элемента | ||
= {{- | | имя = Бром / Bromum (Br) | ||
{{ | | символ = Br | ||
| номер = 35 | |||
=== | | вверху = [[Хлор|Cl]] | ||
{{ | | внизу = [[Иод|I]] | ||
| | | изображение = Bromine vial in acrylic cube.jpg | ||
| | | подпись = Образец брома | ||
| | | внешний вид = | ||
| | | атомная масса = [79,901; 79,907]<ref name="range" group="комм">Указан диапазон значений атомной массы в связи с неоднородностью распространения изотопов в природе</ref><ref name="iupac atomic weights">{{AtWt2013}}</ref>. | ||
| радиус атома = 119 | |||
| энергия ионизации 1 = 1142,0 (11,84) | |||
| группа = 17 (устар. 7) | |||
| период = 4 | |||
| блок = <br>[[p-элементы|p-элемент]] | |||
| конфигурация = [Ar] 3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup>4p<sup>5</sup><br> 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup>4p<sup>5</sup> | |||
| ковалентный радиус = 114 | |||
| радиус иона = (+5e)47 (-1e)196 | |||
| электроотрицательность = 2,96 | |||
| электродный потенциал = 0 | |||
| степени окисления = −1, 0, +1, +3, +5, +7 | |||
| плотность = 3,1055 (25 °C){{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| теплоёмкость = 75,69{{Sfn|ХЭ|1988}} Br<sub>2</sub>, (37.845 Br) | |||
| теплопроводность = 4,5{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| температура плавления = 265,90 К (−7,25 °C){{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| теплота плавления = (Br—Br) 10,58{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| температура кипения = 332,4 К (59,2 °C){{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| критическая точка К = 588 | |||
| критическая точка МПа = 10,0 | |||
| теплота испарения = (Br—Br) 30,86{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| удельное сопротивление = 7,69·10<sup>10</sup>{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| молярный объём = 51,46 (25 °C, Br<sub>2</sub>) | |||
| тепловое расширение = 1,10·10<sup>−3</sup> К<sup>−1</sup>{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| структура решётки = Орторомбическая | |||
| параметры решётки = {{math|''a''}} = 4,48, {{math|''b''}} = 6,67, {{math|''c''}} = 8,72 [[ангстрем|Å]]{{Sfn|ХЭ|1988}} | |||
| отношение c/a = | |||
| температура Дебая = | |||
}} | }} | ||
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=35}} | |||
'''Бром''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Br''', от {{lang-grc|βρῶμος}} — «зловонный»<ref>[http://slovarus.info/grk.php Большой древнегреческий словарь (αω)] {{Wayback|url=http://slovarus.info/grk.php |date=20130131222613 }}.</ref>, также от {{lang-la|'''Br'''omum}}) — [[химический элемент]] [[Галогены|17-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — главной подгруппы седьмой группы, VIIA) [[Четвёртый период периодической системы|четвёртого периода]] [[периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 35. | |||
{{ | [[Простое вещество]] '''бром''' (при [[нормальные условия|нормальных условиях]]) — это химически активный [[неметалл]] (химическая формула — '''Br<sub>2</sub>''') — тяжёлая едкая [[жидкость]] красно-бурого [[цвет]]а с сильным неприятным «тяжёлым» [[запах]]ом, отдалённо напоминающим запах одновременно [[иод]]а и [[хлор]]а. [[Летучесть|Летуч]] и [[яд]]овит. Является единственным жидким неметаллом и одним из двух жидких [[Простые вещества|простых веществ]], наряду со [[ртуть]]ю (при нормальных условиях). | ||
{{clear|left}} | |||
=== | == История == | ||
{{ | Бром был независимо открыт<ref>{{статья |заглавие=The discovery of the elements: XVII. The halogen family |издание={{Нп3|Journal of Chemical Education}} |том=9 |страницы=1915 |doi=10.1021/ed009p1915 |bibcode=1932JChEd...9.1915W |номер=11 |язык=en |тип=journal |автор={{Нп3|Weeks, Mary Elvira|Weeks, Mary Elvira||Mary Elvira Weeks}} |год=1932}}</ref> двумя химиками: [[Лёвих, Карл Якоб|Карлом Якобом Лёвихом]]<!-- ФИО даны по: Джуа М. История химии. (Storia Dellachimica, 1962) Перевод с итальянского Г. В. Быкова под редакцией С. А. Погодина; с. 368: http://chem21.info/page/169052020247194066111191048036105099117028219231/ --> в 1825 году<ref name=L1>{{статья |заглавие=Das Brom und seine chemischen Verhältnisse |язык=de |издательство=Carl Winter |место=Heidelberg |ссылка=https://books.google.com/books?id=UGFQAAAAcAAJ&pg=PP5#v=onepage&q&f=false |тип=magazin |автор=Löwig, Carl Jacob |год=1829}}</ref> и [[Балар, Антуан Жером|Антуаном Жеромом Баларом]] в 1826 году<ref name="Bal1826b" >{{статья |заглавие=Rapport sur la Mémoire de M. Balard relatif à une nouvelle Substance |язык=fr |издание=[[Annales de chimie et de physique]] (2nd series) |том=32|ссылка=https://books.google.com/books?id=vBIAAAAAMAAJ&pg=PA382 |страницы=382—384 |тип=magazine |автор=Vauquelin, L. N.; Thenard, L. J.; Gay-Lussac, J. L. |год=1826}}</ref>. Балар заметил бурое окрашивание при прибавлении [[Хлорная вода|хлорной воды]] к маточному раствору бассейнов, в которых из рассолов кристаллизовалась поваренная соль («садочные бассейны»)<ref name=":0">{{Книга|автор=[[Меншуткин, Борис Николаевич|Меншуткин Б. Н.]]|заглавие=Курс общей химии (неорганической)|год=1933|язык=ru|издание=4-е|место=Л.|издательство=[[Госхимтехиздат]]|страницы=559—560, 581—582|страниц=738}}</ref>. Долгое время наполняя такие бассейны свежей морской водой, собирая поваренную соль и не сливая остатков, в них накапливают бромиды, которые содержатся в морской воде в незначительных количествах и не кристаллизуются с солью, потому что не достигают насыщения<ref>{{Книга|автор=[[Менделеев, Дмитрий Иванович|Менделеев Д. И.]]|заглавие=Основы химии|год=1932|язык=ru|издание=11-е|место=М.-Л.|издательство=[[Госхимтехиздат]]|том=1|страницы=229|страниц=488}}</ref>. Балар дал открытому элементу название «мурид», но по предложению проверявшей его открытие комиссии [[Французская академия наук|Парижской Академии наук]] ([[Воклен, Луи Никола|Воклен]], [[Тенар, Луи Жак|Тенар]], [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Гей-Люссак]]) изменил его на закрепившееся «бром» от греческого «бромос» — «вонь». В России бром под именем «вромий» (в древнегреческом β читается как [б], а в новогреческом как [в]) стал известен в 1827 году после доклада профессора [[Иовский, Александр Алексеевич|А. Иовского]] на публичном заседании в [[Московский университет|Московском университете]]. В том же году в журнале «Указатель открытий по физике, химии, естественной истории и технологии» оповестил об открытии брома (именно через б) профессор [[Щеглов, Николай Прокофьевич|Н. П. Щеглов]]<ref name=":0" />. | ||
== | == Нахождение в природе == | ||
{{ | [[Кларковое число|Кларк]] брома — {{num|1.6|г/т}}. Бром широко распространён в природе и в рассеянном состоянии встречается почти повсеместно, как примесь содержится в сотнях [[минерал]]ов. Почти все соединения брома хорошо растворяются в воде и поэтому легко выщелачиваются из горных пород. В море сосредоточена бо́льшая часть брома, он находится в значительных количествах также в водах солёных озёр и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом. | ||
Имеется лишь небольшое количество нерастворимых в воде соединений брома, это соли серебра и меди. Самый известный из этих минералов — [[бромаргирит]] AgBr. Другие минералы — [[йодобромит]] Ag(Br, Cl, I), [[эмболит]] Ag(Cl, Br)<ref>{{ВТ-ЭСБЕ|Эмболит}}</ref>. Собственных минералов брома мало ещё и потому, что его ионный радиус велик, ион брома не может надёжно закрепиться в кристаллической решетке других элементов вместе с катионами средних размеров. В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твёрдой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения, в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли, активно накапливают бром. | |||
== | == Физические свойства == | ||
При [[Стандартные условия|нормальных условиях]] бром — тяжёлая летучая жидкость, тёмно-красная на просвет, в отражённом свете тёмно-фиолетового, почти чёрного цвета. Обладает резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются долго не заживающие ожоги. Бром — одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со [[ртуть]]ю, которое при комнатной температуре является жидким. Плотность при 0 °C — {{num|3.19|г/см³}}. Температура плавления брома равна −7,25 °C, [[Удельная теплота плавления|энтальпия плавления]] {{nobr|10,58 кДж/моль}}. Температура кипения составляет +59,2 °C, при кипении бром превращается из жидкости в жёлто-бурые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути; энтальпия испарения {{nobr|30,86 кДж/моль}}. [[Насыщенный пар|Давление насыщенных паров]] при 0 °C составляет 8,7 кПа, при 20 °C 22,8 кПа{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
==== | Теплопроводность жидкого брома при 25 °C составляет 4,5 Вт/(м·К), газообразного (при 59 °C) 0,21 Вт/(м·К). Молярная энтропия жидкого брома {{nobr|''S''{{supsub|0|298}} {{=}} 152,0 Дж/(моль·К)}}, газообразного {{nobr|245,37 Дж/(моль·К)}}. Молярная теплоёмкость {{nobr|''C''{{supsub|0|''p''}} {{=}} 75,69 Дж/(моль·К)}}{{Sfn|ХЭ|1988}}. | ||
{| class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
|+Теплоёмкость и энтропия твёрдого и жидкого брома<ref>{{Статья|ссылка=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01549a004|автор=D. L. Hildenbrand, W. R. Kramer, R. A. McDonald, D. R. Stull|заглавие=Bromine: The Heat Capacity and Thermodynamic Properties from 15 to 300°K.|год=1958-08|язык=en|издание=Journal of the American Chemical Society|том=80|выпуск=16|страницы=4129–4132|issn=0002-7863, 1520-5126|doi=10.1021/ja01549a004|archive-date=2022-06-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20220601135246/https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01549a004}}</ref> | |||
!T, K | |||
!S<sup>o</sup>, | |||
[[Калория|кал]]/(моль×К) | |||
!''c<sub>p</sub>'', | |||
кал/(моль×К) | |||
! | |||
!T, K | |||
!S<sup>o</sup>, | |||
кал/(моль×К) | |||
!''c<sub>p</sub>'', | |||
кал/(моль×К) | |||
|- | |||
|15 | |||
|0,650 | |||
|1,725 | |||
| | |||
|160 | |||
|18,130 | |||
|11,981 | |||
|- | |||
|20 | |||
|1,325 | |||
|03,04 | |||
| | |||
|170 | |||
|18,864 | |||
|12,2 | |||
|- | |||
|25 | |||
|2,144 | |||
|4,309 | |||
| | |||
|180 | |||
|19,570 | |||
|12,416 | |||
|- | |||
|30 | |||
|3,027 | |||
|5,364 | |||
| | |||
|190 | |||
|20,245 | |||
|12,632 | |||
|- | |||
|35 | |||
|3,921 | |||
|6,226 | |||
| | |||
|200 | |||
|20,898 | |||
|12,851 | |||
|- | |||
|40 | |||
|4,799 | |||
|6,929 | |||
| | |||
|210 | |||
|21,530 | |||
|13,077 | |||
|- | |||
|45 | |||
|5,650 | |||
|7,5 | |||
| | |||
|220 | |||
|22,144 | |||
|13,315 | |||
|- | |||
|50 | |||
|6,465 | |||
|7,968 | |||
| | |||
|230 | |||
|22,742 | |||
|13,57 | |||
|- | |||
|55 | |||
|7,244 | |||
|8,355 | |||
| | |||
|240 | |||
|23,324 | |||
|13,848 | |||
|- | |||
|60 | |||
|7,985 | |||
|8,683 | |||
| | |||
|250 | |||
|23,896 | |||
|14,157 | |||
|- | |||
|65 | |||
|8,692 | |||
|8,969 | |||
| | |||
|260 | |||
|24,458 | |||
|14,504 | |||
|- | |||
|70 | |||
|9,366 | |||
|9,228 | |||
| | |||
|265,9 | |||
|24,786 | |||
|14,732 | |||
|- | |||
|80 | |||
|10,628 | |||
|9,682 | |||
| | |||
| colspan="3" |Плавление | |||
|- | |||
|90 | |||
|11,791 | |||
|10,074 | |||
| | |||
|265,9 | |||
|34,290 | |||
|18,579 | |||
|- | |||
|100 | |||
|12,870 | |||
|10,419 | |||
| | |||
|270 | |||
|34,573 | |||
|18,487 | |||
|- | |||
|110 | |||
|13,879 | |||
|10,728 | |||
| | |||
|280 | |||
|35,241 | |||
|18,3 | |||
|- | |||
|120 | |||
|14,824 | |||
|11,011 | |||
| | |||
|290 | |||
|35,881 | |||
|18,164 | |||
|- | |||
|130 | |||
|15,718 | |||
|11,273 | |||
| | |||
|298,15 | |||
|36,384 | |||
|18,089 | |||
|- | |||
|140 | |||
|16,563 | |||
|11,52 | |||
| | |||
|300 | |||
|36,496 | |||
|18,077 | |||
|- | |||
|150 | |||
|17,365 | |||
|11,755 | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
|} | |||
Твёрдый бром образует молекулярные (состоящие из молекул Br<sub>2</sub>)<ref name=gre12/> кристаллы {{Крист|синг=р|гр=''Ccma''|a=0,448|b=0,667|c=0,872|alpha=|beta=|gamma=|Z=4|d=|рп=1|nocat=}}. Они игольчатые, красно-коричневые со слабым металлическим блеском, при снижении температуры до 21 К становятся бесцветными; плотность при температуре плавления составляет {{num|4.073|г/см³}}{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Температурный коэффициент объёмного расширения жидкого брома при нормальных условиях равен {{nobr|1,10·10<sup>−3</sup> К<sup>−1</sup>}}. Критические параметры: температура 315 °C (588 К), давление {{nobr|10,0 МПа}}, плотность {{num|1.26|г/см³}}. Динамическая вязкость при 0 °C составляет 1,241 мПа·с, температурный коэффициент изменения вязкости равен {{nobr|(1 + 0,01225{{math|''t''}} + 2,721·10<sup>−6</sup>{{math|''t''}}²)}}, где {{math|''t''}} — температура в градусах Цельсия. Поверхностное натяжение 1,5 мПа (20 °C){{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Стандартный [[электродный потенциал]] Br<sub>2</sub>/Br<sup>−</sup> в водном растворе равен {{num|+1.065|В}}. [[Удельное электрическое сопротивление]] жидкого брома {{nobr|7,69·10¹² Ом·см}}. [[Диэлектрическая проницаемость]] 3,148{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Молекулярный бром диамагнитен{{Sfn|ХЭ|1988}}. Магнитная восприимчивость {{nobr|{{math|χ}} {{=}} −56,4·10<sup>−6</sup> см³/моль}}. | |||
{{ | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
}} | |||
[[Показатель преломления|Коэффициент преломления]] составляет 1,659 (в жёлтой D-линии натрия 589 нм при 15 °C). Молекулярный бром проявляет широкую полосу поглощения в видимой и ультрафиолетовой области с максимумом на длине волны {{nobr|420 нм}}; сильным поглощением видимого света в области коротких длин волн объясняется красный цвет брома{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Атомный радиус брома 119 пм, [[Ионный радиус|ионные радиусы]] в кристаллах: Br<sup>−</sup> {{nobr|182 пм}} ([[координационное число]] 6), Br<sup>3+</sup> {{nobr|73 пм (4)}}, Br<sup>5+</sup> {{nobr|45 пм (3)}}, Br<sup>7+</sup> {{nobr|53 пм (6)}} и {{nobr|39 пм (4)}}. [[Электроотрицательность]] по Полингу 2,8{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Энергии ионизации{{Sfn|ХЭ|1988}}: | |||
{{ | : Br<sup>0</sup> → Br<sup>+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 11,81381 [[эВ]]<ref name=crc84>David R. Lide (ed.), ''CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition''. CRC Press. Boca Raton, Florida, 2003; Section 10, Atomic, Molecular, and Optical Physics; Ionization Potentials of Atoms and Atomic Ions.</ref>; | ||
| | : Br<sup>+</sup> → Br<sup>2+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 21,80 эВ; | ||
| | : Br<sup>2+</sup> → Br<sup>3+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 35,90 эВ; | ||
: Br<sup>3+</sup> → Br<sup>4+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 47,3 эВ; | |||
: Br<sup>4+</sup> → Br<sup>5+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 59,7 эВ; | |||
: Br<sup>5+</sup> → Br<sup>6+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 88,6 эВ; | |||
: Br<sup>6+</sup> → Br<sup>7+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 109,0 эВ (по другим данным 103,0 эВ<ref name=crc84/>); | |||
: Br<sup>7+</sup> → Br<sup>8+</sup> + {{math|''e''<sup>−</sup>}}: 192,8 эВ. | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
| | |||
}} | |||
Двухатомная молекула брома имеет длину связи 228 пм, энергия диссоциации молекулы 1,969 эВ (190,0 кДж/моль), диаметр молекулы 323 пм. Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры; степень диссоциации 0,16 % при 800 °C и 18,3 % при 1284 °C{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
=== | === Изотопы === | ||
{{main|Изотопы брома}} | |||
Природный бром состоит из двух стабильных [[Изотопы|изотопов]] <sup>79</sup>Br {{nobr|(50,54 %)}} и <sup>81</sup>Br {{nobr|(49,46 %)}}<ref name=":1">{{Книга|заглавие=Brockhaus ABC Chemie in zwei Baenden|год=1966|место=Leipzig|издательство=VEB F. A. Brockhaus Verlag|seite=203|alleseiten=768|band=1 A-K}}</ref>. Искусственно получены многочисленные [[радиоактивность|радиоактивные]] изотопы брома. | |||
== | == Химические свойства == | ||
В свободном виде существует в виде двухатомных [[молекула|молекул]] <chem>Br2</chem>. В пара́х обнаружена примесь молекул <chem>Br4</chem>{{Sfn|ХЭ|1988}}. | |||
Бром — сильный [[окислитель]], он окисляет сульфит-ион до сульфата, нитрит-ион — до нитрата и т. д. | |||
[[Стандартный электродный потенциал]] при 25 °C +1,066 В<ref name=":1"/>: | |||
: <chem>2Br- <=>[{-2e}] Br2</chem>'''.''' | |||
{ | |||
= | По химической активности бром занимает промежуточное положение между [[хлор]]ом и [[иод]]ом<ref name=":1"/>. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод: | ||
<chem>Br2 + 2 KI -> I2 v + 2 KBr</chem>'''.''' | |||
Напротив, при действии [[хлор]]а на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром. Реакция протекает при кипении: | |||
: <chem>Cl2 {+} 2 KBr ->[t^o]\ Br2 {+} 2 KCl</chem>'''.''' | |||
{{ | |||
Характерные степени окисления брома: −1 ([[бромиды]] <chem>Br-</chem>), +1 ([[гипобромиты]] <chem>BrO-</chem>), +3 (бромиты <chem>BrO2-</chem>), +5 ([[броматы]] <chem>BrO3-</chem>), +7 (перброматы <chem>BrO4-</chem>). | |||
=== | === Вода === | ||
Бром немного, но лучше других [[галоген]]ов растворим в воде ({{num|3,55|г}} на {{num|100|г}} воды при 20 °C<ref name=":1"/>), раствор называют [[бромная вода|бромной водой]]. В бромной воде протекает реакция с образованием [[бромоводородная кислота|бромоводородной]] и неустойчивой бромноватистой кислот: | |||
= | : <chem>Br2 + H2O <=> HBr + HBrO</chem>'''.''' | ||
= | Бром на свету или при кипячении реагирует с водой из-за разложения бромноватистой кислоты<ref name=":1" />: | ||
: <chem>2 H_2O +2Br_2 ->[h\nu] 4 HBr + O2 ^</chem>'''.''' | |||
== | При температуре ниже 6,2 °C образует декагидрат <chem>Br2*10H2O</chem><ref name=":1" />, также известен гексагидрат<ref name=":0" />. | ||
При взаимодействии брома с растворами щелочей и с растворами карбонатов натрия или калия образуются соответствующие [[бромиды]] и [[броматы]], например: | |||
: <chem>3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2</chem>'''.''' | |||
=== | === [[Неметаллы]] === | ||
При реакции брома с [[сера|серой]] образуется [[дибромид дисеры]] <chem>S_2Br2</chem>, при реакции брома с [[фосфор]]ом (воспламеняется<ref name=":1" />) — [[бромид фосфора(III)]] <chem>PBr3</chem> и [[бромид фосфора(V)]] <chem>PBr5</chem>. Бром реагирует также с [[селен]]ом и [[теллур]]ом. | |||
< | Реакция брома с [[водород]]ом протекает при нагревании и приводит к образованию [[бромоводород]]а <chem>HBr</chem>. Раствор его в воде — бромоводородная кислота, по силе близкая к [[соляная кислота|соляной]]. Соли бромоводородной кислоты — [[бромиды]]. Большинство бромидов хорошо растворимы в воде. Качественная реакция на присутствие бромид-ионов в растворе — образование с ионами <chem>Ag+</chem> светло-желтого осадка [[Бромид серебра(I)|бромида серебра]] <chem>AgBr</chem>, практически нерастворимого в воде. | ||
С [[кислород]]ом и [[азот]]ом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных [[Интергалогениды|соединений с остальными галогенами]]. Например, со фтором бром образует неустойчивые [[фторид брома(I)]] <chem>BrF</chem>, [[фторид брома(III)]] <chem>BrF3</chem> и [[фторид брома(V)]] <chem>BrF5</chem>, с хлором — [[хлорид брома]] <chem>BrCl</chem>, с иодом — [[монобромид иода]] <chem>IBr</chem> и [[трибромид иода]] <chem>IBr3</chem>, получен также [[бромид астата]] <chem>AtBr</chem>. | |||
=== | === Металлы === | ||
{{ | При взаимодействии со многими металлами бром, взятый в избытке, образует бромиды в высших степенях окисления, например, <chem>AlBr3</chem>, <chem>CuBr2</chem>, <chem>MgBr2</chem> и др. При недостатке брома в тех же условиях могут образоваться бромиды металлов в промежуточных степенях окисления, например {{нп4|Бромид технеция (IV)|бромид технеция (IV)|en|Technetium(IV)_bromide}} <chem>TcBr_4</chem> и <chem>TcBr3</chem><ref>{{Статья|ссылка=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja808597r|автор=Frederic Poineau, Efrain E. Rodriguez, Paul M. Forster, Alfred P. Sattelberger, Anthony K. Cheetham, Kenneth R. Czerwinski|заглавие=Preparation of the Binary Technetium Bromides: TcBr 3 and TcBr 4|год=2009-01-28|язык=en|издание=Journal of the American Chemical Society|том=131|выпуск=3|страницы=910–911|issn=0002-7863|doi=10.1021/ja808597r|archive-date=2023-02-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20230213172714/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja808597r}}</ref>, и даже <chem>Na[Tc6Br12]2Br</chem>.<ref>{{Статья |ссылка=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ic400967k |автор=Erik V. Johnstone, Daniel J. Grant, Frederic Poineau, Laura Fox, Paul M. Forster, Longzou Ma, Laura Gagliardi, Kenneth R. Czerwinski, Alfred P. Sattelberger |заглавие=A Trigonal-Prismatic Hexanuclear Technetium(II) Bromide Cluster: Solid-State Synthesis and Crystallographic and Electronic Structure |год=2013-05-20 |язык=en |издание=Inorganic Chemistry |том=52 |выпуск=10 |страницы=5660–5662 |issn=0020-1669 |doi=10.1021/ic400967k |archive-date=2023-12-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20231215183515/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ic400967k }}</ref> | ||
| | |||
| | |||
}} | |||
Реакция со многими металлами в мелкодисперсном состоянии ([[калий]] кусочками, порошки [[мышьяк]]а, [[Сурьма|сурьмы]], [[висмут]]а, [[цинк]]а и [[Алюминий|алюминия]]) сопровождается воспламенением<ref name=":1" />. | |||
=== | Жидкий бром также взаимодействует с золотом, образуя [[трибромид золота]] <chem>AuBr3</chem><ref name=":1" /><ref>{{книга |автор=Лидин Р. А. и др. |заглавие=Химические свойства неорганических веществ |издание=3-е изд., испр |место= М. |издательство=Химия |год=2000 |страниц=480 |isbn=5-7245-1163-0 }} | ||
</ref>: | |||
: <chem>2 Au + 3 Br2 -> 2 AuBr3</chem>'''.''' | |||
= | Устойчивы к действию брома [[тантал (элемент)|тантал]] и [[платина]]<ref name=":1" />, в меньшей степени — [[серебро]], [[титан (элемент)|титан]] и [[свинец]]. | ||
=== | === Органические соединения === | ||
С большинством [[органические растворители|органических растворителей]] ([[этанол]], [[диэтиловый эфир]], [[хлороформ]], [[тетрахлорметан]], [[сероуглерод]]) бром смешивается в любых отношениях, при этом часто вступает с ними в реакцию<ref name=":1" />. | |||
При взаимодействии с органическими соединениями, содержащими [[Двойная связь (химия)|двойную связь]], бром присоединяется, давая соответствующие дибромпроизводные: | |||
: <chem>C2H4 + Br2 -> C2H4Br2</chem>'''.''' | |||
Присоединяется бром и к органическим молекулам, в составе которых есть [[тройная связь]]. Обесцвечивание бромной воды при пропускании через неё газа или добавлении к ней жидкости свидетельствует о том, что в них присутствует [[Непредельные углеводороды|непредельное]] соединение. | |||
При нагревании в присутствии [[катализатор]]а бром реагирует с [[бензол]]ом с образованием [[бромбензол]]а <chem>C6H5Br</chem> (реакция замещения). | |||
Реагирует с [[Роданистоводородная кислота|родановодородом]]: | |||
: <chem>HSCN + Br2 -> BrCN + HBr + S v</chem>'''.''' | |||
== Получение == | |||
[[Файл:Bromchlorargyrit - Broken Hill, Australien.jpg|thumb|right|Австралийский [[эмболит]] — Ag(Cl, Br)]] | |||
{{ | В качестве исходного сырья для производства брома служат: | ||
# [[морская вода]] ({{num|65|мг/л}}<ref>''J. P. Riley, Skirrow G.'' Chemical Oceanography, V. 1, 1965.</ref>), | |||
# рассолы соляных озёр, | |||
# щёлок калийных производств, | |||
# подземные воды нефтяных и газовых месторождений. | |||
Бром получают химическим путём из природных рассолов и других растворов, содержащих ион Br<sup>−</sup>, [[Окисление|окисляя]] его газообразным хлором: | |||
: <chem>Cl2\ {+}\ 2 Br^{-} -> 2 Cl^{-}{+} | |||
Br2 ^</chem>'''.''' | |||
=== | Затем молекулярный бром выделяют из раствора потоком водяного пара или воздуха и конденсируют<ref name=gre12>{{книга|автор=Greenwood N. N., Earnshaw A. |часть=|заглавие=Chemistry of the Elements|оригинал= |ссылка=https://books.google.com/books?id=EvTI-ouH3SsC|издание=2nd Ed|ответственный=|место=|издательство=Elsevier|год=2012|страницы=|страниц=1600|isbn=9780080501093|тираж=}}</ref>. | ||
=== Бромсодержащие кислоты === | |||
Помимо бескислородной бромоводородной кислоты [[Бромоводородная кислота|HBr]], бром образует ряд кислородных кислот: бромную [[Бромная кислота|HBrO<sub>4</sub>]], бромноватую [[Бромноватая кислота|HBrO<sub>3</sub>]], бромистую [[Бромистая кислота|HBrO<sub>2</sub>]], бромноватистую [[Бромноватистая кислота|HBrO]]. | |||
=== | == Применение == | ||
=== | === В химии === | ||
* Вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе. | |||
* «[[Бромная вода]]» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений. | |||
=== | === Промышленное применение === | ||
Значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства [[1,2-дибромэтан]]а, входившего в состав этиловой жидкости — антидетонирующей добавки в бензины, содержащей [[тетраэтилсвинец]]; дибромэтан в этом случае служил источником брома для образования относительно летучего дибромида свинца для предотвращения осаждения твёрдых оксидов свинца на деталях двигателя. | |||
Бром также используется в синтезе [[антипирен]]ов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам. | |||
* [[Бромид серебра(I)|Бромид серебра]] AgBr применяется в [[фотография|фотографии]] как светочувствительное вещество. | |||
* [[Фторид брома(V)|Пентафторид брома]] иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива. | |||
* Растворы бромидов используются в нефтедобыче. | |||
* Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации. | |||
* Многие броморганические соединения применяются как инсектициды и пестициды. | |||
==== | === В медицине === | ||
* В медицине [[бромид натрия]] и [[бромид калия]] применяют как [[успокаивающее средство|успокаивающие средства]]. | |||
Препараты брома имеют солёный вкус и оказывают [[Седативный эффект|седативный]] (успокаивающий) и снотворный эффект<ref>{{Книга:Машковский-15|89-90}}</ref>. | |||
==== | Ни в коем случае не следует путать «аптечный бром» (препараты [[Бромид калия|бромида калия]] или [[Бромид натрия|натрия]]), который применяют при расстройствах нервной системы, и элементарный бром, который является весьма [[Токсичность|токсичным]] веществом с раздражающим действием. Принимать элементарный бром [[внутрь]] ни в коем случае нельзя — это сильный [[яд]]<ref>{{cite web|url=http://www.kp.ru/daily/25746.4/2733472/|title=Утечка брома сорвала праздник знаний в школах Челябинска|author=Сергей Уфимцев|publisher=Комсомольская правда|access-date=2013-02-24|archive-url=https://www.webcitation.org/6Ehf6biMi?url=http://www.kp.ru/daily/25746.4/2733472/|archive-date=2013-02-25}}</ref>. | ||
<!-- | |||
== Биологическая роль == | |||
Бром концентрируется в железах внутренней секреции, и его недостаток в организме человека ведёт к нарушению нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения | |||
комментирую до появления источников --> | |||
==== | === В производстве оружия === | ||
Со времен [[Первая мировая война|Первой мировой войны]] бром используется для производства [[Боевое отравляющее вещество|боевых отравляющих веществ]]. | |||
== | == Физиологическое действие == | ||
{{ | {{Image frame | ||
| | |{{center|{{NFPA 704 | ||
| | |опасность для здоровья = 3 | ||
| | |огнеопасность = 0 | ||
| | |реакционноспособность = 3 | ||
| | |прочее = OX | ||
}}}} | |||
| | |[[NFPA 704]] для брома | ||
}} | }} | ||
[[Файл:Skull and Crossbones.svg|left|50px]] | |||
[[Файл:Hazard O.svg|80px|right]] | |||
{{ | [[Файл:Hazard N.svg|80px|right]] | ||
{{ | Бром и его пары сильно токсичны. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение [[слизистая оболочка|слизистых оболочек]], [[головокружение]], носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях — [[спазм]]ы [[дыхательные пути|дыхательных путей]], [[удушье]]. [[ПДК]] [[пар]]ов брома — {{num|0.5|мг/м³}} в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. [[ЛД50|ЛД<sub>50</sub>]] при [[Пероральный приём лекарственных средств|пероральном]] введении для крыс составляет {{num|2600|мг/кг}}, для морских свинок {{num|5500|мг/кг}}<ref name=NIOSH>[https://www.cdc.gov/niosh/idlh/7726956.html Bromine. Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH).] {{Wayback|url=https://www.cdc.gov/niosh/idlh/7726956.html |date=20200801192933 }} The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). May 1994.</ref>. Для человека смертельная доза перорально составляет {{num|14|мг/кг}}<ref>Каталог химических реактивов фирмы MERCK (Германия), 2008—2010 г.</ref>. При вдыхании паров брома половинная летальная концентрация для мышей составляет 750 [[Миллионная доля|ppm]] (9 минут) и 240 ppm (2 часа)<ref name=NIOSH/>. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух (в как можно более ранней стадии показаны [[Ингаляция|ингаляции]] кислорода); для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным [[Нашатырный спирт|нашатырным спиртом]], на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Рекомендуются ингаляции [[Тиосульфат натрия|тиосульфата натрия]] в виде 2 % водного раствора, обильное питьё теплого молока с минеральной водой или содой, кофе. Особенно опасно отравление парами брома людей, страдающих [[Бронхиальная астма|астмой]] и заболеваниями лёгких, так как при вдыхании паров брома очень высока вероятность отёка лёгких. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные и долго не заживающие [[ожог]]и. | ||
{{ | |||
= {{- | == Биологическое значение == | ||
[[Файл:2-Octyl 4-bromo-3-oxobutanoate.svg|thumb|2-Октил-4-бром-3-оксобутаноат, соединение органотромина, обнаруженное в [[Спинномозговая жидкость|спинномозговой жидкости]] млекопитающих]] | |||
В [[2014 год]]у исследование показало, что бром (в форме [[бромид-ион]]а) является необходимым кофактором в ходе биосинтеза [[коллаген IV|коллагена IV]], делая элемент [[существенный элемент|существенным]] в архитектуре [[базальная мембрана|базальной мембраны]] и развитии тканей у животных<ref name="pmid24906154">{{статья |автор=McCall A. S. et al. |заглавие=Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture |издание=[[Cell (журнал)|Cell]] |год=2014 |том=157 |номер=6 |страницы=1380—1392 |pmid=24906154 |doi=10.1016/j.cell.2014.05.009 |pmc=4144415 |язык=en |тип=journal |издательство=[[Cell Press]] }}</ref>. Тем не менее, не было отмечено никаких чётких симптомов или синдромов дефицита при полном удалении брома из пищи<ref name="Nielsen2000">{{статья |автор=Nielsen F. H.|заглавие=Possibly Essential Trace Elements|издание=Clinical Nutrition of the Essential Trace Elements and Minerals: The Guide for Health Professionals |год=2000 |страницы=11—36 |ссылка=http://handle.nal.usda.gov/10113/45649 |doi=10.1007/978-1-59259-040-7_2 |isbn=978-1-61737-090-8 }}</ref>. В других биологических функциях бром может не быть необходимым, но всё же приносить пользу, особенно когда он заменяет хлор. Например, в присутствии [[Пероксид водорода|перекиси водорода]] H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> синтезируемая [[эозинофил]]ами с ионами хлорида или бромида эозинофильная пероксидаза обеспечивает мощный механизм, с помощью которого эозинофилы убивают многоклеточных [[паразитизм|паразитов]] (таких, как, например, [[Нематоды|нематодные черви]], участвующие в [[филяриоз]]е) и некоторые [[бактерии]], такие как бактерии [[туберкулёз]]а). Эозинофильная пероксидаза — это [[галопероксидаза]], которая более эффективно использует бром, а не хлор для этой цели, производя [[гипобромит]] ([[Бромоводородная кислота|бромоводородную кислоту]]), хотя использование хлорид-иона также возможно<ref name="pmid2538427">{{статья |автор=Mayeno A. N., Curran A. J., Roberts R. L., Foote C. S.|заглавие=Eosinophils preferentially use bromide to generate halogenating agents |ссылка=https://archive.org/details/sim_journal-of-biological-chemistry_1989-04-05_264_10/page/5660|издание=[[Journal of Biological Chemistry|J. Biol. Chem.]] |год=1989 |том=264 |номер=10 |страницы=5660—5668 |pmid=2538427 |язык=en |тип=journal }}</ref>. Хотя [[α-галоэфир]]ы, как правило, считаются высокореактивными и, следовательно, токсичными промежуточными продуктами в биоорганическом синтезе, млекопитающие, включая людей, кошек и крыс, по-видимому, биосинтезируют следы α-бромэфира, 2-октил-4-бром-3-оксобутаноата, которые присутствуют в их [[Спинномозговая жидкость|спинномозговой жидкости]] и, вероятно, играют пока неясную роль в возникновении [[Быстрый сон|быстрого сна]]<ref>{{статья |заглавие=The diversity of naturally occurring organobromine compounds |ссылка=http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1999/cs/a900201d/unauth#!divAbstract |издание={{Нп3|Chemical Society Reviews}} |язык=en |том=28 |номер=5 |страницы=335 |doi=10.1039/A900201D |issn=1460-4744 |тип=journal |автор=Gribble, Gordon W. |число=1 |месяц=1 |год=1999 |archive-date=2018-09-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180907184510/http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1999/cs/a900201d/unauth#!divAbstract }}</ref>. | |||
=== | Морские организмы являются основным источником [[Броморганические соединения|броморганических соединений]], и именно в этих организмах роль брома могла бы быть намного более высокой. Более 1600 таких броморганических соединений были идентифицированы к 1999 году. Наиболее распространённым является [[метилбромид]] (CH<sub>3</sub>Br), около {{nobr|56 000 тонн}} которого синтезируется за год морскими водорослями<ref name="Gribble99">{{статья|автор=Gribble G. W. |заглавие=The diversity of naturally occurring organobromine compounds |издание={{Нп3|Chemical Society Reviews}} |год=1999|том=28 |страницы=335—346 |doi=10.1039/a900201d |номер=5 |язык=en |тип=journal }}</ref>. Эфирное масло гавайской водоросли [[Asparagopsis taxiformis]] состоит из 80 % [[бромоформ]]а<ref>{{статья |автор=Burreson B. J., Moore R. E., Roller P. P. |заглавие=Volatile halogen compounds in the alga Asparagopsis taxiformis (Rhodophyta) |издание={{Нп3|Journal of Agricultural and Food Chemistry}} |год=1976|том=24 |страницы=856—861 |doi=10.1021/jf60206a040 |номер=4 |язык=en |тип=journal }}</ref>. Большинство таких броморганических соединений в море синтезируется водорослями под действием уникального фермента, [[Ванадийбромпероксидаза|ванадийбромпероксидазы]]<ref>{{статья |автор=Butler A., Carter-Franklin J. N.|заглавие=The role of vanadium bromoperoxidase in the biosynthesis of halogenated marine natural products|издание={{Нп3|Natural Product Reports}} |год=2004 |том=21 |номер=1 |страницы=180—188 |pmid=15039842 |doi=10.1039/b302337k |язык=en |тип=journal }}</ref>. | ||
{{ | |||
== Особенности работы == | |||
При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, [[противогаз]]ом, специальными перчатками. Из-за высокой химической активности и токсичности как паров брома, так и жидкого брома его следует хранить в стеклянной, плотно закупоренной толстостенной посуде. Сосуды с бромом располагают в ёмкостях с песком, который предохраняет сосуды от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома сосуды с ним ни в коем случае нельзя брать только за горло (горло может оторваться, и тогда бром окажется на полу). | |||
Проливы брома целесообразно посыпать [[Карбонат натрия|карбонатом натрия]]: | |||
: <chem>3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 ^</chem> | |||
либо влажной [[Гидрокарбонат натрия|пищевой содой]]: | |||
: <chem>6 NaHCO3 + 3 Br2 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 6 CO2 ^ + 3 H2O</chem> | |||
Однако реакция элементарного брома с содой носит сильно [[Экзотермические реакции|экзотермический характер]], что ведёт к увеличению испарения брома, к тому же выделяющаяся углекислота также способствует испарению, поэтому пользоваться вышеописанными методами не всегда правильно. Безопаснее всего для дегазации брома подходит водный раствор [[Тиосульфат натрия|тиосульфата натрия]] Na<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Для локализации больших проливов брома можно использовать раствор тиосульфата натрия с добавками пенообразующих веществ и [[аэросил]]а. Этот же раствор (3—5-процентный тиосульфат натрия) используется для смачивания ватно-марлевых повязок, которые помогают защитить органы дыхания от паров брома. | |||
== | == Миф о применении брома для снижения полового влечения == | ||
Существует широко распространённая [[городская легенда]], будто бы в армии, местах лишения свободы и психиатрических больницах добавляют соединения брома в еду для снижения полового влечения. Происхождение этого мифа доподлинно неизвестно. | |||
==== | == См. также == | ||
* [[Утечка брома в Челябинске]] | |||
==== | == Комментарии == | ||
<references group="комм"/> | |||
==== | == Примечания == | ||
{{примечания|2}} | |||
==== | == Литература == | ||
* {{ВТ-ЭСБЕ|Бром, химический элемент|[[Львов, Михаил Дмитриевич|Львов М. Д.]]}} | |||
* {{ХЭ|автор=Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С.|статья=Бром|т=1|с=318—319 |ref=ХЭ}} | |||
* Справочник для химиков, инженеров, врачей. Вредные вещества в промышленности. Том 3. — Л.: Химия, 1977. — С. 22—24. | |||
== | == Ссылки == | ||
{{ | {{Родственные проекты | ||
| | |Тема = Бром | ||
| | |Портал = Химия | ||
| | |Викисловарь = бром | ||
| | |Викиучебник = | ||
| | |Викицитатник = | ||
| | |Викитека = ЭСБЕ/Бром, химический элемент | ||
| | |Викивиды = | ||
|Метавики = | |||
|Проект = | |||
}} | }} | ||
* [http://www.webelements.com/bromine/ Бром на WebElements.com] | |||
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb035.htm Бром в Популярной библиотеке химических элементов] | |||
* [https://web.archive.org/web/20100106050418/http://twtmas.mpei.ac.ru/mas/Worksheets/HEDH/5-5-14-43-54/Tab-5-5-14-54-BROMINE-Thermal.mcd График теплопроводности брома]{{ref|en}} | |||
* [https://web.archive.org/web/20100106014143/http://twtmas.mpei.ac.ru/mas/Worksheets/HEDH/5-5-14-43-54/Tab-5-5-14-54-BROMINE-Viscosity.mcd Вязкость брома при определённых условиях]{{ref|en}} | |||
{{внешние ссылки}} | |||
{{Периодическая система элементов}} | |||
{{Соединения брома}} | |||
{{ | |||
{{ | |||
{{ | |||
[[Категория:Бром]] | |||
[[Категория:Галогены]] | |||
[[Категория:Неметаллы]] | |||
Текущая версия от 02:37, 3 марта 2026
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }}Шаблон:ПеренаправлениеШаблон:Карточка химического элемента Шаблон:Элемент периодической системы Бром (химический символ — Br, от Шаблон:Lang-grc — «зловонный»<ref>Большой древнегреческий словарь (αω) Шаблон:Wayback.</ref>, также от лат. Bromum) — химический элемент 17-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы седьмой группы, VIIA) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 35.
Простое вещество бром (при нормальных условиях) — это химически активный неметалл (химическая формула — Br2) — тяжёлая едкая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным «тяжёлым» запахом, отдалённо напоминающим запах одновременно иода и хлора. Летуч и ядовит. Является единственным жидким неметаллом и одним из двух жидких простых веществ, наряду со ртутью (при нормальных условиях). Шаблон:Clear
История
Бром был независимо открыт<ref>Шаблон:Статья</ref> двумя химиками: Карлом Якобом Лёвихом в 1825 году<ref name=L1>Шаблон:Статья</ref> и Антуаном Жеромом Баларом в 1826 году<ref name="Bal1826b" >Шаблон:Статья</ref>. Балар заметил бурое окрашивание при прибавлении хлорной воды к маточному раствору бассейнов, в которых из рассолов кристаллизовалась поваренная соль («садочные бассейны»)<ref name=":0">Шаблон:Книга</ref>. Долгое время наполняя такие бассейны свежей морской водой, собирая поваренную соль и не сливая остатков, в них накапливают бромиды, которые содержатся в морской воде в незначительных количествах и не кристаллизуются с солью, потому что не достигают насыщения<ref>Шаблон:Книга</ref>. Балар дал открытому элементу название «мурид», но по предложению проверявшей его открытие комиссии Парижской Академии наук (Воклен, Тенар, Гей-Люссак) изменил его на закрепившееся «бром» от греческого «бромос» — «вонь». В России бром под именем «вромий» (в древнегреческом β читается как [б], а в новогреческом как [в]) стал известен в 1827 году после доклада профессора А. Иовского на публичном заседании в Московском университете. В том же году в журнале «Указатель открытий по физике, химии, естественной истории и технологии» оповестил об открытии брома (именно через б) профессор Н. П. Щеглов<ref name=":0" />.
Нахождение в природе
Кларк брома — Шаблон:Num. Бром широко распространён в природе и в рассеянном состоянии встречается почти повсеместно, как примесь содержится в сотнях минералов. Почти все соединения брома хорошо растворяются в воде и поэтому легко выщелачиваются из горных пород. В море сосредоточена бо́льшая часть брома, он находится в значительных количествах также в водах солёных озёр и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом.
Имеется лишь небольшое количество нерастворимых в воде соединений брома, это соли серебра и меди. Самый известный из этих минералов — бромаргирит AgBr. Другие минералы — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br)<ref>Шаблон:ВТ-ЭСБЕ</ref>. Собственных минералов брома мало ещё и потому, что его ионный радиус велик, ион брома не может надёжно закрепиться в кристаллической решетке других элементов вместе с катионами средних размеров. В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твёрдой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения, в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли, активно накапливают бром.
Физические свойства
При нормальных условиях бром — тяжёлая летучая жидкость, тёмно-красная на просвет, в отражённом свете тёмно-фиолетового, почти чёрного цвета. Обладает резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются долго не заживающие ожоги. Бром — одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со ртутью, которое при комнатной температуре является жидким. Плотность при 0 °C — Шаблон:Num. Температура плавления брома равна −7,25 °C, энтальпия плавления Шаблон:Nobr. Температура кипения составляет +59,2 °C, при кипении бром превращается из жидкости в жёлто-бурые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути; энтальпия испарения Шаблон:Nobr. Давление насыщенных паров при 0 °C составляет 8,7 кПа, при 20 °C 22,8 кПаШаблон:Sfn.
Теплопроводность жидкого брома при 25 °C составляет 4,5 Вт/(м·К), газообразного (при 59 °C) 0,21 Вт/(м·К). Молярная энтропия жидкого брома Шаблон:Nobr, газообразного Шаблон:Nobr. Молярная теплоёмкость Шаблон:NobrШаблон:Sfn.
| T, K | So,
кал/(моль×К) |
cp,
кал/(моль×К) |
T, K | So,
кал/(моль×К) |
cp,
кал/(моль×К) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 0,650 | 1,725 | 160 | 18,130 | 11,981 | |
| 20 | 1,325 | 03,04 | 170 | 18,864 | 12,2 | |
| 25 | 2,144 | 4,309 | 180 | 19,570 | 12,416 | |
| 30 | 3,027 | 5,364 | 190 | 20,245 | 12,632 | |
| 35 | 3,921 | 6,226 | 200 | 20,898 | 12,851 | |
| 40 | 4,799 | 6,929 | 210 | 21,530 | 13,077 | |
| 45 | 5,650 | 7,5 | 220 | 22,144 | 13,315 | |
| 50 | 6,465 | 7,968 | 230 | 22,742 | 13,57 | |
| 55 | 7,244 | 8,355 | 240 | 23,324 | 13,848 | |
| 60 | 7,985 | 8,683 | 250 | 23,896 | 14,157 | |
| 65 | 8,692 | 8,969 | 260 | 24,458 | 14,504 | |
| 70 | 9,366 | 9,228 | 265,9 | 24,786 | 14,732 | |
| 80 | 10,628 | 9,682 | Плавление | |||
| 90 | 11,791 | 10,074 | 265,9 | 34,290 | 18,579 | |
| 100 | 12,870 | 10,419 | 270 | 34,573 | 18,487 | |
| 110 | 13,879 | 10,728 | 280 | 35,241 | 18,3 | |
| 120 | 14,824 | 11,011 | 290 | 35,881 | 18,164 | |
| 130 | 15,718 | 11,273 | 298,15 | 36,384 | 18,089 | |
| 140 | 16,563 | 11,52 | 300 | 36,496 | 18,077 | |
| 150 | 17,365 | 11,755 | ||||
Твёрдый бром образует молекулярные (состоящие из молекул Br2)<ref name=gre12/> кристаллы Шаблон:Крист. Они игольчатые, красно-коричневые со слабым металлическим блеском, при снижении температуры до 21 К становятся бесцветными; плотность при температуре плавления составляет Шаблон:NumШаблон:Sfn.
Температурный коэффициент объёмного расширения жидкого брома при нормальных условиях равен Шаблон:Nobr. Критические параметры: температура 315 °C (588 К), давление Шаблон:Nobr, плотность Шаблон:Num. Динамическая вязкость при 0 °C составляет 1,241 мПа·с, температурный коэффициент изменения вязкости равен Шаблон:Nobr, где Шаблон:Math — температура в градусах Цельсия. Поверхностное натяжение 1,5 мПа (20 °C)Шаблон:Sfn.
Стандартный электродный потенциал Br2/Br− в водном растворе равен Шаблон:Num. Удельное электрическое сопротивление жидкого брома Шаблон:Nobr. Диэлектрическая проницаемость 3,148Шаблон:Sfn.
Молекулярный бром диамагнитенШаблон:Sfn. Магнитная восприимчивость Шаблон:Nobr.
Коэффициент преломления составляет 1,659 (в жёлтой D-линии натрия 589 нм при 15 °C). Молекулярный бром проявляет широкую полосу поглощения в видимой и ультрафиолетовой области с максимумом на длине волны Шаблон:Nobr; сильным поглощением видимого света в области коротких длин волн объясняется красный цвет бромаШаблон:Sfn.
Атомный радиус брома 119 пм, ионные радиусы в кристаллах: Br− Шаблон:Nobr (координационное число 6), Br3+ Шаблон:Nobr, Br5+ Шаблон:Nobr, Br7+ Шаблон:Nobr и Шаблон:Nobr. Электроотрицательность по Полингу 2,8Шаблон:Sfn.
Энергии ионизацииШаблон:Sfn:
- Br0 → Br+ + Шаблон:Math: 11,81381 эВ<ref name=crc84>David R. Lide (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida, 2003; Section 10, Atomic, Molecular, and Optical Physics; Ionization Potentials of Atoms and Atomic Ions.</ref>;
- Br+ → Br2+ + Шаблон:Math: 21,80 эВ;
- Br2+ → Br3+ + Шаблон:Math: 35,90 эВ;
- Br3+ → Br4+ + Шаблон:Math: 47,3 эВ;
- Br4+ → Br5+ + Шаблон:Math: 59,7 эВ;
- Br5+ → Br6+ + Шаблон:Math: 88,6 эВ;
- Br6+ → Br7+ + Шаблон:Math: 109,0 эВ (по другим данным 103,0 эВ<ref name=crc84/>);
- Br7+ → Br8+ + Шаблон:Math: 192,8 эВ.
Двухатомная молекула брома имеет длину связи 228 пм, энергия диссоциации молекулы 1,969 эВ (190,0 кДж/моль), диаметр молекулы 323 пм. Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры; степень диссоциации 0,16 % при 800 °C и 18,3 % при 1284 °CШаблон:Sfn.
Изотопы
Шаблон:Main Природный бром состоит из двух стабильных изотопов 79Br Шаблон:Nobr и 81Br Шаблон:Nobr<ref name=":1">Шаблон:Книга</ref>. Искусственно получены многочисленные радиоактивные изотопы брома.
Химические свойства
В свободном виде существует в виде двухатомных молекул <chem>Br2</chem>. В пара́х обнаружена примесь молекул <chem>Br4</chem>Шаблон:Sfn.
Бром — сильный окислитель, он окисляет сульфит-ион до сульфата, нитрит-ион — до нитрата и т. д.
Стандартный электродный потенциал при 25 °C +1,066 В<ref name=":1"/>:
- <chem>2Br- <=>[{-2e}] Br2</chem>.
По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом<ref name=":1"/>. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод:
<chem>Br2 + 2 KI -> I2 v + 2 KBr</chem>.
Напротив, при действии хлора на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром. Реакция протекает при кипении:
- <chem>Cl2 {+} 2 KBr ->[t^o]\ Br2 {+} 2 KCl</chem>.
Характерные степени окисления брома: −1 (бромиды <chem>Br-</chem>), +1 (гипобромиты <chem>BrO-</chem>), +3 (бромиты <chem>BrO2-</chem>), +5 (броматы <chem>BrO3-</chem>), +7 (перброматы <chem>BrO4-</chem>).
Вода
Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде (Шаблон:Num на Шаблон:Num воды при 20 °C<ref name=":1"/>), раствор называют бромной водой. В бромной воде протекает реакция с образованием бромоводородной и неустойчивой бромноватистой кислот:
- <chem>Br2 + H2O <=> HBr + HBrO</chem>.
Бром на свету или при кипячении реагирует с водой из-за разложения бромноватистой кислоты<ref name=":1" />:
- <chem>2 H_2O +2Br_2 ->[h\nu] 4 HBr + O2 ^</chem>.
При температуре ниже 6,2 °C образует декагидрат <chem>Br2*10H2O</chem><ref name=":1" />, также известен гексагидрат<ref name=":0" />.
При взаимодействии брома с растворами щелочей и с растворами карбонатов натрия или калия образуются соответствующие бромиды и броматы, например:
- <chem>3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2</chem>.
При реакции брома с серой образуется дибромид дисеры <chem>S_2Br2</chem>, при реакции брома с фосфором (воспламеняется<ref name=":1" />) — бромид фосфора(III) <chem>PBr3</chem> и бромид фосфора(V) <chem>PBr5</chem>. Бром реагирует также с селеном и теллуром.
Реакция брома с водородом протекает при нагревании и приводит к образованию бромоводорода <chem>HBr</chem>. Раствор его в воде — бромоводородная кислота, по силе близкая к соляной. Соли бромоводородной кислоты — бромиды. Большинство бромидов хорошо растворимы в воде. Качественная реакция на присутствие бромид-ионов в растворе — образование с ионами <chem>Ag+</chem> светло-желтого осадка бромида серебра <chem>AgBr</chem>, практически нерастворимого в воде.
С кислородом и азотом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных соединений с остальными галогенами. Например, со фтором бром образует неустойчивые фторид брома(I) <chem>BrF</chem>, фторид брома(III) <chem>BrF3</chem> и фторид брома(V) <chem>BrF5</chem>, с хлором — хлорид брома <chem>BrCl</chem>, с иодом — монобромид иода <chem>IBr</chem> и трибромид иода <chem>IBr3</chem>, получен также бромид астата <chem>AtBr</chem>.
Металлы
При взаимодействии со многими металлами бром, взятый в избытке, образует бромиды в высших степенях окисления, например, <chem>AlBr3</chem>, <chem>CuBr2</chem>, <chem>MgBr2</chem> и др. При недостатке брома в тех же условиях могут образоваться бромиды металлов в промежуточных степенях окисления, например Шаблон:Нп4 <chem>TcBr_4</chem> и <chem>TcBr3</chem><ref>Шаблон:Статья</ref>, и даже <chem>Na[Tc6Br12]2Br</chem>.<ref>Шаблон:Статья</ref>
Реакция со многими металлами в мелкодисперсном состоянии (калий кусочками, порошки мышьяка, сурьмы, висмута, цинка и алюминия) сопровождается воспламенением<ref name=":1" />.
Жидкий бром также взаимодействует с золотом, образуя трибромид золота <chem>AuBr3</chem><ref name=":1" /><ref>Шаблон:Книга </ref>:
- <chem>2 Au + 3 Br2 -> 2 AuBr3</chem>.
Устойчивы к действию брома тантал и платина<ref name=":1" />, в меньшей степени — серебро, титан и свинец.
Органические соединения
С большинством органических растворителей (этанол, диэтиловый эфир, хлороформ, тетрахлорметан, сероуглерод) бром смешивается в любых отношениях, при этом часто вступает с ними в реакцию<ref name=":1" />.
При взаимодействии с органическими соединениями, содержащими двойную связь, бром присоединяется, давая соответствующие дибромпроизводные:
- <chem>C2H4 + Br2 -> C2H4Br2</chem>.
Присоединяется бром и к органическим молекулам, в составе которых есть тройная связь. Обесцвечивание бромной воды при пропускании через неё газа или добавлении к ней жидкости свидетельствует о том, что в них присутствует непредельное соединение.
При нагревании в присутствии катализатора бром реагирует с бензолом с образованием бромбензола <chem>C6H5Br</chem> (реакция замещения).
Реагирует с родановодородом:
- <chem>HSCN + Br2 -> BrCN + HBr + S v</chem>.
Получение
В качестве исходного сырья для производства брома служат:
- морская вода (Шаблон:Num<ref>J. P. Riley, Skirrow G. Chemical Oceanography, V. 1, 1965.</ref>),
- рассолы соляных озёр,
- щёлок калийных производств,
- подземные воды нефтяных и газовых месторождений.
Бром получают химическим путём из природных рассолов и других растворов, содержащих ион Br−, окисляя его газообразным хлором:
- <chem>Cl2\ {+}\ 2 Br^{-} -> 2 Cl^{-}{+}
Br2 ^</chem>.
Затем молекулярный бром выделяют из раствора потоком водяного пара или воздуха и конденсируют<ref name=gre12>Шаблон:Книга</ref>.
Бромсодержащие кислоты
Помимо бескислородной бромоводородной кислоты HBr, бром образует ряд кислородных кислот: бромную HBrO4, бромноватую HBrO3, бромистую HBrO2, бромноватистую HBrO.
Применение
В химии
- Вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе.
- «Бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений.
Промышленное применение
Значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства 1,2-дибромэтана, входившего в состав этиловой жидкости — антидетонирующей добавки в бензины, содержащей тетраэтилсвинец; дибромэтан в этом случае служил источником брома для образования относительно летучего дибромида свинца для предотвращения осаждения твёрдых оксидов свинца на деталях двигателя. Бром также используется в синтезе антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
- Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
- Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
- Растворы бромидов используются в нефтедобыче.
- Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации.
- Многие броморганические соединения применяются как инсектициды и пестициды.
В медицине
- В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства.
Препараты брома имеют солёный вкус и оказывают седативный (успокаивающий) и снотворный эффект<ref>Шаблон:Книга:Машковский-15</ref>.
Ни в коем случае не следует путать «аптечный бром» (препараты бромида калия или натрия), который применяют при расстройствах нервной системы, и элементарный бром, который является весьма токсичным веществом с раздражающим действием. Принимать элементарный бром внутрь ни в коем случае нельзя — это сильный яд<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
В производстве оружия
Со времен Первой мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ.
Физиологическое действие
Бром и его пары сильно токсичны. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. ПДК паров брома — Шаблон:Num в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. ЛД50 при пероральном введении для крыс составляет Шаблон:Num, для морских свинок Шаблон:Num<ref name=NIOSH>Bromine. Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). Шаблон:Wayback The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). May 1994.</ref>. Для человека смертельная доза перорально составляет Шаблон:Num<ref>Каталог химических реактивов фирмы MERCK (Германия), 2008—2010 г.</ref>. При вдыхании паров брома половинная летальная концентрация для мышей составляет 750 ppm (9 минут) и 240 ppm (2 часа)<ref name=NIOSH/>. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух (в как можно более ранней стадии показаны ингаляции кислорода); для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом, на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Рекомендуются ингаляции тиосульфата натрия в виде 2 % водного раствора, обильное питьё теплого молока с минеральной водой или содой, кофе. Особенно опасно отравление парами брома людей, страдающих астмой и заболеваниями лёгких, так как при вдыхании паров брома очень высока вероятность отёка лёгких. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные и долго не заживающие ожоги.
Биологическое значение
В 2014 году исследование показало, что бром (в форме бромид-иона) является необходимым кофактором в ходе биосинтеза коллагена IV, делая элемент существенным в архитектуре базальной мембраны и развитии тканей у животных<ref name="pmid24906154">Шаблон:Статья</ref>. Тем не менее, не было отмечено никаких чётких симптомов или синдромов дефицита при полном удалении брома из пищи<ref name="Nielsen2000">Шаблон:Статья</ref>. В других биологических функциях бром может не быть необходимым, но всё же приносить пользу, особенно когда он заменяет хлор. Например, в присутствии перекиси водорода H2O2 синтезируемая эозинофилами с ионами хлорида или бромида эозинофильная пероксидаза обеспечивает мощный механизм, с помощью которого эозинофилы убивают многоклеточных паразитов (таких, как, например, нематодные черви, участвующие в филяриозе) и некоторые бактерии, такие как бактерии туберкулёза). Эозинофильная пероксидаза — это галопероксидаза, которая более эффективно использует бром, а не хлор для этой цели, производя гипобромит (бромоводородную кислоту), хотя использование хлорид-иона также возможно<ref name="pmid2538427">Шаблон:Статья</ref>. Хотя α-галоэфиры, как правило, считаются высокореактивными и, следовательно, токсичными промежуточными продуктами в биоорганическом синтезе, млекопитающие, включая людей, кошек и крыс, по-видимому, биосинтезируют следы α-бромэфира, 2-октил-4-бром-3-оксобутаноата, которые присутствуют в их спинномозговой жидкости и, вероятно, играют пока неясную роль в возникновении быстрого сна<ref>Шаблон:Статья</ref>.
Морские организмы являются основным источником броморганических соединений, и именно в этих организмах роль брома могла бы быть намного более высокой. Более 1600 таких броморганических соединений были идентифицированы к 1999 году. Наиболее распространённым является метилбромид (CH3Br), около Шаблон:Nobr которого синтезируется за год морскими водорослями<ref name="Gribble99">Шаблон:Статья</ref>. Эфирное масло гавайской водоросли Asparagopsis taxiformis состоит из 80 % бромоформа<ref>Шаблон:Статья</ref>. Большинство таких броморганических соединений в море синтезируется водорослями под действием уникального фермента, ванадийбромпероксидазы<ref>Шаблон:Статья</ref>.
Особенности работы
При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, специальными перчатками. Из-за высокой химической активности и токсичности как паров брома, так и жидкого брома его следует хранить в стеклянной, плотно закупоренной толстостенной посуде. Сосуды с бромом располагают в ёмкостях с песком, который предохраняет сосуды от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома сосуды с ним ни в коем случае нельзя брать только за горло (горло может оторваться, и тогда бром окажется на полу).
Проливы брома целесообразно посыпать карбонатом натрия:
- <chem>3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 ^</chem>
либо влажной пищевой содой:
- <chem>6 NaHCO3 + 3 Br2 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 6 CO2 ^ + 3 H2O</chem>
Однако реакция элементарного брома с содой носит сильно экзотермический характер, что ведёт к увеличению испарения брома, к тому же выделяющаяся углекислота также способствует испарению, поэтому пользоваться вышеописанными методами не всегда правильно. Безопаснее всего для дегазации брома подходит водный раствор тиосульфата натрия Na2S2O3. Для локализации больших проливов брома можно использовать раствор тиосульфата натрия с добавками пенообразующих веществ и аэросила. Этот же раствор (3—5-процентный тиосульфат натрия) используется для смачивания ватно-марлевых повязок, которые помогают защитить органы дыхания от паров брома.
Миф о применении брома для снижения полового влечения
Существует широко распространённая городская легенда, будто бы в армии, местах лишения свободы и психиатрических больницах добавляют соединения брома в еду для снижения полового влечения. Происхождение этого мифа доподлинно неизвестно.
См. также
Комментарии
<references group="комм"/>
Примечания
Литература
- Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
- Шаблон:ХЭ
- Справочник для химиков, инженеров, врачей. Вредные вещества в промышленности. Том 3. — Л.: Химия, 1977. — С. 22—24.
Ссылки
- Бром на WebElements.com
- Бром в Популярной библиотеке химических элементов
- График теплопроводности бромаШаблон:Ref
- Вязкость брома при определённых условияхШаблон:Ref
Шаблон:Внешние ссылки Шаблон:Навигационная обёртка
| {{#if:|Щелочные металлы|Щелочные металлы}} | {{#if:|Щёлочноземельные металлы|Щёлочноземельные металлы}} | {{#if:|Лантаноиды|Лантаноиды}} | {{#if:|Актиноиды|Актиноиды}} | {{#if:|Переходные металлы|Переходные металлы}} |
| {{#if:|Постпереходные металлы|Постпереходные металлы}} | {{#if:|Полуметаллы|Полуметаллы}} | {{#if:|Неметаллы| Неметаллы}} | {{#if:|Галогены|Галогены}} | {{#if:|Благородные газы|Благородные газы}} |