Бром (CAS-номер: 7726-95-6)

Бром — элемент 17-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), четвёртого периода, с атомным номером 35. Обозначается символом Br (лат. Bromum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество бром (CAS-номер: 7726-95-6) при нормальных условиях — тяжёлая едкая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным запахом. Молекула брома двухатомна (формула Br2).

Получение

Бром получают химическим путём из рассола Br−:

\mathsf{Cl_2 + 2Br^- \rightarrow 2Cl^- + Br_2}

Физические свойства

При обычных условиях бром — красно-бурая жидкость с резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются ожоги. Бром — одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со ртутью, которое при комнатной температуре является жидким. Плотность при 0 °C — 3,19 г/см³. Температура плавления брома −7,2 °C, кипения 58,8 °C, при кипении бром превращается из жидкости в буро-коричневые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути. Стандартный электродный потенциал Br2/Br− в водном растворе равен +1,065 В.
Природный бром состоит из двух стабильных изотопов 79Br (50,56 %) и 81Br (49,44 %). Искусственно получены многочисленные радиоактивные изотопы брома.

Химические свойства

В свободном виде существует в виде двухатомных молекул Br2. Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры. Диаметр молекулы Br2 равен 0,323 нм, межъядерное расстояние в этой молекуле — 0,228 нм.
Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде (3,58 г в 100 г воды при 20 °C), раствор называют бромной водой.
С большинством органических растворителей бром смешивается во всех отношениях, при этом часто происходит бромирование молекул органических растворителей.
По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод.Напротив, при действии хлора на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром.
При реакции брома с серой образуется S2Br2, при реакции брома с фосфором — PBr3 и PBr5. Бром реагирует также с неметаллами селеном и теллуром.
Реакция брома с водородом протекает при нагревании и приводит к образованию бромоводорода HBr. Раствор HBr в воде — это бромоводородная кислота, по силе близкая к соляной кислоте HCl.
С кислородом и азотом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных соединений с остальными галогенами. Например, со фтором бром образует неустойчивые BrF3 и BrF5, с иодом — IBr. При взаимодействии со многими металлами бром образует бромиды, например, AlBr3, CuBr2, MgBr2 и др. Устойчивы к действию брома тантал и платина, в меньшей степени — серебро, титан и свинец.
Жидкий бром легко взаимодействует с золотом, образуя трибромид золота AuBr3.

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 основном органическом синтезе.
«Бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений.
В технике. Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество.
Используется для создания антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам.
Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива.
1,2-дибромэтан в настоящее время применяют как антидетонирующую добавку в моторном топливе, взамен тетраэтилсвинца.
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.
В производстве оружия. Со времен Первой мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ.

Свойства атома

Имя, символ, номер
Бром / Bromum (Br), 35

Атомная масса
(молярная масса)
[79,901; 79,907] а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация
[Ar] 3d10 4s2 4p5

Химические свойства

Ковалентный радиус
114 пм

Радиус иона
(+5e)47 (-1e)196 пм

Электроотрицательность
2,96 (шкала Полинга)

Электродный потенциал
0

Степени окисления
7, 5, 3, 1, 0, -1

Энергия ионизации (первый электрон)
1142,0 (11,84) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность (при н. у.)
3,102 (25 °C) г/см³

Температура плавления
265,9 К (-7,25 °C)

Температура кипения
331,9 K

Теплота плавления
(Br—Br) 10,57 кДж/моль

Теплота испарения
(Br—Br) 29,56 кДж/моль

Молярная теплоёмкость
75,69[2] Дж/(K·моль)

Молярный объём
23,5 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки
орторомбическая

Параметры решётки
a=6,67 b=4,48 c=8,72 Å

Прочие характеристики

Теплопроводность
(300 K) 0,005 Вт/(м·К)