Բրոմ

Բրոմ (լատին․՝ Bromum, հին հունարեն՝ βρῶμος - գարշահոտություն), Br, տարրերի պարբերական համակարգի 7-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 35^[3], ատոմական զանգվածը՝ 79, 904։ Հալոգեն է։ Բրոմը p տարր է, նրա ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4S²4P⁵, K-, L-, M- թաղանթները լրացված են։ Սովորական պայմաններում մուգ կարմիր, սուր հոտով, ծանր հեղուկ է։ Բրոմը (Br₂) հայտնաբերել են Ժ. Բալարը և Ս. Լևիգը 1826 թվականին։ Այն սովորական պայմաններում գորշ գույնի գարշահոտ հեղուկ է, p=գ/սմ³, t_հալ=-8, 2°С, t_եռ=58°С։

35 Սելեն ← Բրոմ → Կրիպտոն Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 35Br
Մուգ կարմիր, սուր հոտով, ծանր հեղուկ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Բրոմ / Bromum (Br), Br, 35
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	[79, 901; 79, 907][1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Ar] 3d10 4s2 4p5
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	114 պմ
Իոնի շառավիղ	+5e)47 (-1e)196 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2, 96 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	7, 5, 3, 1, 0, -1
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	1142, 0 (11, 84) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	265, 9 К (-7, 25 °C)
Եռման ջերմաստիճան	331, 9 Կ
Հալման տեսակարար ջերմունակություն	(Br—Br) 10, 57 կՋ/մոլ
Հալման տեսակարար ջերմունակություն	(Br—Br) 29, 56 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն	75, 69[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	13, 1 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=6, 67 b=4, 48 c=8, 72
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 0, 005 Վտ/(մ·Կ)

35	Բրոմ
Br 79,904
3d104s24p5

Պատմություն

Բրոմը (Br₂) հայտնաբերել են Ժ. Բալարը և Ս. Լևիգը 1826 թվականին։ Այս բացահայտման շնորհիվ Բալարը անունը հայտնի դարձավ ամբողջ աշխարհում։

Անվան ծագում

Տարրի անվանումը ծագել է հին հունարեն՝ βρῶμος - տհաճ հոտ, գարշահոտ^[4]։

Բնության մեջ

Կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 1, 6․10⁻⁴ %-ը (1015-1016 տ)։ Մեծ մասամբ ցրված է մագմային ապարներում կամ ուղեկցվում է մյուս հալոգեններին։ Բրոմը քլորի մշտական ուղեկիցն է։ Հանդիպում է բյուրեղների ձևով՝ քլորիդների նստվածքներում (կերակրի աղում՝ մինչև 0, 02 %, կալիումական աղերում՝ սիլվինիտում ու կառնալիտում՝ մինչև 0, 3%), ինչպես նաև ծովաջրում (մինչև 0, 065%), աղի լճերում, աղահանքերի ու նավթահանքերի հետ կապ ունեցող ստորգետնյա ջրերում (մինչև 0, 1%)։ Բ․ հազվադեպ է առաջացնում կարծր հանքատեսակներ, բրոմարգիտ՝ AgBr, էմբոլիա՝ Ag(Cl, Br)^[5], յոդէմբոլիտ Ag(Cl, Br, J)։

Բրոմ են պարունակում բույսերի (7․10⁻⁴ %, հատկապես լոբազգիները) և կենդանիների (մինչև 1․10՜4%, արյան մեջ, ողնուղեղի հեղուկում, մակուղեղում, մակերիկամում) հյուսվածքները։

Բրոմի օքսիդացման աստիճաններ
−1	HBr
0	Br 2
+1	BrCl
+3	BrF 3
+5	BrF 5
+5	BrO− 3
+7	BrO− 4

Ստացում

Բրոմի ստացման հումք են ծովի ջուրը, լճերի ու ստորգետնյա աղաջրերը, ինչպես նաև կալիումական արտադրության թափոնները, որոնք պարունակում են բրոմիդներ։ Բրոմը ստանում են բրոմիդների լուծույթների վրա քլոր ներգործելով

${\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+2Br^{-}\rightarrow 2Cl^{-}+Br_{2}}}}$

Ֆիզիկական հատկություններ

Սովորական պայմաններում մուգ կարմիր, սուր հոտով, ծանր հեղուկ է, պնդանում է -7, 2 °C-ում, եռում՝ 58, 78 °C-ում, խտությունը՝ 3100 կգ/մ³։ Սառեցնելիս բրոմը առաջացնում է մետաղական թույլ փայլով կարմրաշագանակագույն ասեղնաձև բյուրեղներ։ Բրոմի մոլեկուլը երկատոմ է, տաքացնելիս (800 °C-ից բարձր) և լույսի ազդեցությամբ տրոհվում է։ Ջրում քիչ է լուծվում (100<7-ում՝ 3, 58 գ բրոմ, 20 °C-ում), 5, 84 °C-ից ցածր առաջացնում է բյուրեղահիդրատ՝ Br₂•8H₂O (կարմիր նռնագույն բյուրեղներ)։ Լավ է լուծվում օրգանական լուծիչներում։ Միացություններում ունի փոփոխական արժեքականություն։

Օքսիդացման թիվը բրոմիդներում, հիպոբրոմիտներում, բրոմիտներում, բրոմատներում և գերբրոմատներում համապատասխանաբար հավասար է -1, +1, +3, +5 և +7։ Քիմիապես ակտիվ տարր է։ Թթվածնի, ազոտի, ածխածնի հետ անմիջականորեն չի միանում։ Կողմնակիորեն ստացվել են Вг₃O8, ВO₂ և Br₂O խիստ անկայուն օքսիդները։

Իզոտոպներ

Իզոտոպ	Կյանքի տևողություն	Տրոհման էներգիա ՄէՎ	Սպին	Քայքայում (en)	Հաճախականություն %
68Br	1, 2 µs			p = 100
69Br	24 ns			p = 100
70Br	79, 1 ms	10, 4	0+	K/β+ = 100
70m1Br	2, 2 s			K/β+ = 100
71Br	21, 4 s	6, 5	5/2−	K/β+ = 100
72Br	78, 6 s	8, 7	3+	K/β+ = 100
72m1Br	10, 6 s	0, 101 (IT), 8, 801 (K/ β+)	1−	IT≈100, K/β+ = ?
73Br	3, 4 min	4, 660	1/2−	K/β+ = 100
74Br	25, 4 min	6, 907	(0−)	K/β+ = 100
74m1Br	46 min	9, 921	4(+)	K/β+ = 100
75Br	96, 7 min	3, 030	3/2−	K/β+ = 100
76Br	16, 2 h	4, 963	1−	K/β+ = 100
76m1Br	1, 31 s	0, 103 (IT), 5, 066 (K/ β+)	(4+)	IT>99, 4, K/β+<0, 6
77Br	57, 036 h	1, 365	3/2−	K/β+ = 100
77m1Br	4, 28 min	0, 106	9/2+	IT = 100
78Br	6, 46 min	3, 574 (K/β+), 0, 706 (β−)	1+	K/β+≈100, β−<0, 01
78m1Br	119, 2 µs		(4+)
79Br	stabil		3/2−		50, 69
79m1Br	4, 86 s	0, 208	9/2+	IT = 100
80Br	17, 68 min	2, 004 (β−), 1, 871 (K/β+)	1+	β− = 91, 7, K/β+ = 8, 3
80m1Br	4, 4205 h	0, 086	5−	IT = 100
81Br	stabil		3/2−		49, 31
82Br	35, 30 h	3, 093	5−	β− = 100
82m1Br	6, 13 min	0, 046 (IT), 3, 139 (β−)	2−	IT = 97, 6, β− = 2, 4
83Br	2, 40 h	0, 972	3/2−	β− = 100
84Br	31, 80 min	4, 650	2−	β− = 100
84m1Br	6, 0 min	4, 970	6−	β− = 100
85Br	2, 90 min	2, 870	3/2−	β− = 100
86Br	55, 1 s	7, 626	(2−)	β− = 100
87Br	55, 60 s	6, 853 (β−), 1, 337 (β−n)	3/2−	β− = 100, β−n = 2, 52
88Br	16, 34 s	8, 96 (β−), 1, 91 (β−n)	(1, 2−)	β− = 100, β−n = 6, 58
89Br	4, 348 s	8, 16 (β−), 3, 05 (β−)n	(3/2−, 5/2−)	β− = 100, β−n = 13, 8
90Br	1, 91 s	10, 35 (β−), 4, 04 (β−n)		β−n = 25, 2, β− = 100
91Br	0, 541 s	9, 80 (β−), 5, 34 (β−n)		β− = 100, β−n = 18, 3
92Br	0, 343 s	12, 20 (β−), 6, 66 (β−n)	(2−)	β− = 100, β−n = 33
93Br	102 ms	11, 0 (β−), 7, 7 (β−n)	(5/2−)	β− = 100, β−n = 10 +5−3
94Br	70 ms			β− = 100, β−n = 30
95Br	<150 ns		3/2−	β− = 100
96Br	<150 ns			β− = 100, β−n = 27, 6
97Br	<150 ns		3/2−	β− = 100

Բնական բրոմը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպից՝ ⁷⁹Br (50, 54%) և ⁸¹Br (49, 46%)։ Արհեստականորեն ստացվել են 74-88 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից մենակայունը ⁸²Br է (T_1/2 = 35, 87 ժ)։

Քիմիական հատկություններ

Ավստրալիական էմբոլիտ - Ag(Cl, Br)

Քիմիապես ակտիվ տարր է։ Թթվածնի, ազոտի, ածխածնի հետ անմիջականորեն չի միանում։ Կողմնակիորեն ստացվել են Вг₃O₈, ВO₂ և Br₂O խիստ անկայուն օքսիդները։ Ստացվել է նաև բրոմազիդը՝ BrN₃։ Ջրածնի հետ միանում է տաքացնելիս՝ առաջացնելով բրոմաջրածին։

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+H_{2}O\rightarrow HBr+HBrO}}}$

Բրոմը ամպուլայում

Հալոգենների և բրոմի անմիջական փոխազդմամբ ստացվում են՝ BrF₃, BrFs, BrCl, Brl և այլն, որոնք անկայուն միացություններ են։ Ծծմբի, սելենի, տելուրի, ֆոսֆորի, արսենի, ծարիրի, ալյումինի, նատրիումի և մի շարք այլ տարրերի հետ փոխազդում է՝ ջերմություն, երբեմն նաև բոց արձակելով։

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+2KI\rightarrow I_{2}+2KBr}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+2KBr\rightarrow Br_{2}+2KCl}}}$

Մետաղներից շատերը անջուր բրոմիի հետ չեն միանում մակերեսի վրա բրոմիդի պաշտպանիչ թաղանթ գոյանալու պատառով։ Բրոմի նկատմամբ կայուն են (նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում և խոնավության առկայությամբ) արծաթը, կապարը, պլատինը և տանտալը։

${\displaystyle {\mathsf {2Au+3Br_{2}\rightarrow 2AuBr_{3}}}}$

Բրոմի ջրային լուծույթը՝ բրոմաջուրը, պարունակում է բրոմաջրածնական՝ HBr անկայուն հիպոբրոմային՝ НВrO թթուները։ Բրոմը լուծվում է նաև ալկալիների լուծույթներում՝ առաջացնելով բրոմիդներ և հիպոբրոմիտներ (ցածր ջերմաստիճաններում) կամ բրոմատներ (տաքացնելիս, մոտ 100 °С)։

${\displaystyle {\mathsf {3Br_{2}+3Na_{2}CO_{3}\rightarrow 5NaBr+NaBrO_{3}+3CO_{2}}}}$

Բորը ուժեղ օքսիդիչ է։ Ջրային լուծույթներում օքսիդացնում է սուլֆիդները և թիոսուլֆատները՝ սուլֆատների, նիտրիտները՝ նիտրատների, ամոնիակը՝ ազատ ազոտի։ Բրոմը դուրս է մղում յոդը նրա միացություններից, սակայն արտամղվում է քլորով և ֆտորով։

Բրոմը չհագեցած ածխաջրածինների հետ մտնում է միացման, հագեցած ածխաջրածինների հետ՝ տեղակալման ռեակցիաների մեջ։

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{4}+Br_{2}\rightarrow C_{2}H_{4}Br_{2}}}}$

Ուժեղ (քլորից թույլ) օքսիդիչ է, օքսիդացնում է մետաղներին և որոշ ոչ մետաղներին.

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3Br_{2}\rightarrow 2AlBr_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2P+3Br_{2}\rightarrow 2PBr_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}+Br_{2}\rightarrow 2HBr}}}$

Ինչպես նաև բարդ միացություններին.

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+H_{2}S\rightarrow 2HBr+S}}}$

Փոխազդում է ջրի (տաքացնելիս) և ալկալիների հետ.

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+H_{2}O\rightarrow HBr+HBrO}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}+2KOH\rightarrow KBr+KBrO+H_{2}O}}}$

Br^- իոնի որակական ռեակցիան AgBr-ի դեղնավուն նստվածքի առաջացումն է.

${\displaystyle {\mathsf {Br_{3}+Ag\rightarrow AgBr}}}$

Բրոմի (I) օքսիդը՝ Br₂O-ն, սև-դարչնագույն պինդ նյութ է, որը -40 °С-ում քայքայվում է համապատասխան տարրերի.

${\displaystyle {\mathsf {C2Br_{2}O\rightarrow 2Br_{2}+O_{2}}}}$

Ստանում են սնդիկի (II) օքսիդի և Br₂-ի փոխազդեցությամբ.

${\displaystyle {\mathsf {2Br_{2}+Hg_{2}O\rightarrow HgBr_{2}+Br_{2}O}}}$

Հիպոբրոմաթթվի անհիդրիդն է.

${\displaystyle {\mathsf {Br_{2}O+H_{2}O\rightarrow 2HBrO}}}$

Կիրառություն

Կալիումի բրոմիդ

Բժշկության մեջ

• Բրոմը ելանյութ է անօրգանական և օրգանական բրոմածանցյալներ ստանալու համար, որոնք կիրառվում են բժշկության (նևրոզների, հիստերիայի, անքնության, հիպերտոնիկ և այլ հիվանդությունների դեմ), ներկանյութերի արտադրության, լուսանկարչության մեջ։

Մեթիլբրոմիդը և բրոմի որոշ միացություններ օգտագործվում են որպես միջատասպաններ, էթիլբրոմիդը՝ իբրև հակադետոնատոր բարձրօկտանային վառելանյութերում։

Քիմիայում

• Բրոմը մեծ կիրառություն ունի օրգանական սինթեզում։
• «Բրոմաջուրը» (բրոմի ջրային լուծույթը) կիրառվում է որպես ռեագենտ օրգանական միացություններում

Տեխնիկայում

Արծաթի բրոմիդը՝ AgBr, կիրառվում է լուսանկարչության մեջ։

• Օգտագործվում է տեքստիլ արդյունաբերությունում։
• Բրոմի պենտաֆտորիդը հաճախ հրթիռային վառելանյութում օգտագործում են որպես հզոր օքսիդիչ։

Զենքի արտադրությունում

Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ բրոմը օգտագործվել է մարտական թունավոր նյութերի արտադրությունում։

Ֆիզիոլոգիական ազդեցություն

Բրոմը թունավոր է։ Օդում բրոմի 1 մգ/մ³ պարունակությունը առաջացնում է արցունքագեղձերի գրգռում, գլխապտույտ, արյունահոսություն քթից, հազ, ավելի բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում՝ շնչահեղձություն, բրոնխիտ, երբեմն՝ մահ։

Թեթև թունավորման դեպքում անհրաժեշտ է ամոնիակի գոլորշիներ շնչել, ուժեղ թունավորման դեպքում՝ թթվածին։ Հեղուկ բրոմը այրում է մաշկը։ Մաշկի վրա թափված Բրոմը հեռացնում են մեծ քանակությամբ ջրով լվանալով կամ օդի ուժեղ հոսանքով, ապա մաշկը օծում լանոլինով։ Բրոմի սահմանային թույլատրելի քանակն օդում 2 մգ/մ³ է։

Բարձր խտության լուծույթներն օգտագործվում են կրծողների դեմ։ Մեթիլ բրոմիտի բարձր խտության լուծույթներն օգտագործում են վարակազերծման ժամանակ։

Առասպելներ և լեգենդներ

Գոյություն ունի տարածված մի լեգենդ այն մասին, որ բնակում, բանտերում և հոգեբուժարաններում սննդին ավելացնում են բրոմի միացություններ, մարդկանց մոտ սեռական հակումը նվազեցնելու համար։

Բրոմի

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Արծաթի բրոմիդ
• Նատրիումի բրոմիդ

Ծանոթագրություններ

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 318. — 623 с. — 100 000 экз.
3. Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК
4. «Большой древнегреческий словарь (αω)». Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ փետրվարի 12-ին. Վերցված է 2015 թ․ ապրիլի 13-ին.
5. Эмболит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Գրականություն

• Справочник для химиков, инженеров, врачей. Вредные вещества в промышленности. Том 3. Л. «Химия» 1977. стр. 22 — 24.
• Каталог химических реактивов фирмы MERCK (Германия), 2008—2010 г.

Արտաքին հղումներ

• Բրոմը WebElements.com կայքում
• Բրոմը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում
• Բրոմի ջերմահաղորդականության գրաֆիկը Արխիվացված 2010-01-06 Wayback Machine^(անգլ.)
• Բրոմի մածուցիկությունը որոշ պայմաններում Արխիվացված 2010-01-06 Wayback Machine^(անգլ.)

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 2, էջ 572)։