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 բանակում, բանտերում և հոգեբուժարաններում սննդին ավելացնում են բրոմի միացություններ, մարդկանց մոտ սեռական հակումը նվազեցնելու համար։

Բրոմի

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Արծաթի բրոմիդ
• Նատրիումի բրոմիդ