ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бром - тридцать пятый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Br от латинского «bromum». Расположен в четвертом периоде, VIIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 35.

Подобно хлору бром находится в природе преимущественно в виде солей калия, натрия и магния. Бромиды металлов содержатся в морской воде, в некоторых озерах и подземных рассолах.

В обычных условиях бром - красно-коричневая жидкость (рис. 1), малорастворимая в воде. При охлаждении водного раствора брома выделяются кристаллогидраты кларатного типа Br 2 ×8H 2 O. Хорошо растворим в органических растворителях (спирт, бензол, эфир, сероуглерод и т.д.).

Рис. 1. Бром. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса брома

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода.

Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного брома равна 79,901 а.е.м.

Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула брома двухатомна - Br 2 . Относительная молекулярная масса молекулы водорода будет равна:

M r (Br 2) = 79,901 × 2 ≈160.

Изотопы брома

Известно, что в природе бром может находиться в виде двух стабильных изотопов 79 Br (50,56%) и 81 Br (49,44%). Их массовые числа равны 79 и 81 соответственно. Ядро атома изотопа брома 79 Br содержит тридцать пять протонов и сорок четыре нейтрона, а изотопа 81 Br - столько же протонов и сорок шесть нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы брома с массовыми числами от 67-ми до 97-ми, а также четырнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 82 Br с периодом полураспада равным 35,282 часов.

Ионы брома

На внешнем энергетическом уровне атома брома имеется восемь электронов, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

В результате химического взаимодействия бром либо отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион, либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:

Br 0 +1e → Br 1- ;

Br 0 -1e → Br 1+ ;

Br 0 -3e → Br 3+ ;

Br 0 -5e → Br 5+ ;

Br 0 -7e → Br 7+ .

Молекула и атом брома

Молекула брома состоит из двух атомов - Br 2 . Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу брома:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Бром - это химически активный неметалл, относящийся к группе галогенов, которые являются энергичными окислителями. Он активно применяется в различных сферах, включая медицину, промышленность, производство оружия. Химические свойства брома многочисленны, и сейчас о них стоит вкратце рассказать.

Общая характеристика

Данное вещество при нормальных условиях представляет собой красно-бурую жидкость. Она едкая, тяжелая, имеет неприятный запах, который немного напоминает йодный. Жидкость ядовитая, но про токсичные свойства химического элемента брома будет рассказано чуть позже. Общие характеристики можно выделить в следующий перечень:

• Атомная масса составляет 79,901 … 79,907 г/моль.
• Электроотрицательность равна 2.96 по шкале Полинга.
• Электродный потенциал нулевой.
• Всего шесть степеней окислений - 0, -1, +1, +3, +5 и +7.
• Энергия ионизации составляет 1142,0 (11,84) кДж/моль.
• Плотность равна 3,102 (25 °C) г/см³ при нормальных условиях.
• Температура кипения и плавления составляет 58,6 °C и −7,25 °C соответственно.
• Удельная теплота испарения и плавления равна 29,56 и 10,57 кДж/моль.
• Показатели молярной теплоемкости и объема равны 75,69 Дж/(K.моль) и 23,5 см³/моль соответственно.

Интересно, что название этого элемента с древнегреческого переводится как «зловоние». И кто знает, как пахнут бромовые растворы, понимает, о чем речь. Запах у него действительно не из приятных.

Основные химические свойства

Данное вещество существует в виде 2-атомных молекул Br 2 . Если увеличить температуру до 800 °C, то станет заметна их диссоциация на атомы. Чем выше будут градусы, тем интенсивнее будет осуществляться данный процесс.

К основным химическим свойствам брома стоит отнести его способность растворяться в воде. Это, конечно, характерно для всех галогенов, но он лучше остальных взаимодействует с Н 2 О. Растворимость составляет 3,58 грамм на 100 миллилитров воды при температуре в 20 °C.

Получающийся в итоге этой реакции раствор именуют бромной водой. У нее есть целый ряд специфических особенностей.

Бромная вода

На свету она постепенно выделяет кислород. Это возникает из-за того, что бромноватистая кислота, входящая в состав данного раствора, начинает разлагаться. Жидкость, кстати, имеет характерный желто-оранжевый цвет.

Бромную воду используют для проведения реакции, которая в виде формулы выглядит так: Br 2 + Н 2 О → HBr + HBrO. Как можно видеть, в результате образуются такие вещества, как бромоводородная и неустойчивая бромноватистая кислоты.

Раствор является очень мощным окислителем. Бромная вода способна воздействовать на такие металлы, как никель, кобальт, железо, марганец и хром. Еще ее применяют в химическом синтезе определенных препаратов органического происхождения и при анализах. Также бромная вода задействуется при идентификации алкенов. Когда она вступает с ними в реакцию, то обесцвечивается. Кстати, особенность бромной воды в том, что она не замерзает даже при -20 °С.

А готовят ее обычно так: в 250 миллилитров дистиллированной воды добавляют бром в количестве 1 мл, интенсивно при этом перемешивая компоненты. Процесс осуществляется в вытяжном шкафу. Хранят раствор в емкости, выполненной из стекла темного цвета.

Другие реакции брома

Важно оговориться, что этот активный неметалл во всех отношениях смешивается с большинством органических растворителей. Чаще всего вследствие данного процесса их молекулы бромируются.

По своей химической активности данный элемент находится между хлором и иодом. С этими веществами он тоже взаимодействует. Вот, например, реакция с раствором иодида, вследствие которой образуется свободный иод: Br 2 + 2Kl → I 2 + 2KBr. А при воздействии на бромиды хлора появляется свободный бром: Cl 2 + 2KBr → Br 2 + 2KCl.

Со многими другими веществами рассматриваемый элемент тоже взаимодействует за счет своих химических свойств. Реакция брома с серой дает S 2 Br 2 . При взаимодействии с фосфором появляются PBr 3 и PBr 5 . Это все бинарные неорганические соединения. Кроме перечисленных элементов, неметалл также взаимодействует с селеном и теллуром.

Но вот с чем бром не реагирует непосредственно, так это с азотом и кислородом. Зато с галогенами взаимодействует. А его реакции с металлами дают бромиды - MgBr 2 , CuBr 2 , AlBr 3 и т.д.

И, конечно, рассказывая про физические и химические свойства брома, нельзя не упомянуть, что существуют также вещества, являющиеся устойчивыми к его действию. Это платина и тантал, а еще в какой-то мере свинец, титан и серебро.

Двойные и тройные связи

С веществами, которым они свойственны, также способен взаимодействовать обсуждаемый элемент. И, рассказывая про химические свойства брома, уравнения реакций данного типа тоже стоит рассмотреть. Вот одно из таковых: С 2 Н 4 + Br 2 → C 2 H 4 BR 2 . Это взаимодействие с этиленом. Ему как раз и свойственна двойная связь.

Интересно, что когда бром смешивается с растворами щелочей, карбоната калия или натрия, то результатом становится образование соответствующих броматов и бромидов (солей). Вот уравнение, демонстрирующее это: 3Br 2 + 3Na 2 CO 3 → 5NaBr + NaBrO 3 + 3СО 2 .

И да, перечисляя важнейшие химические свойства брома, нельзя не упомянуть, что в жидком состоянии он легко взаимодействует с золотом. Результатом становится образование трибромида (AuBr 3). А реакция выглядит следующим образом: 2Au + 3Br 2 → 2AuBr 3 .

Токсичность

Химические свойства брома обусловливают его опасность для человеческого организма. Даже если его концентрация в воздухе превышает отметку в 0,001 % по объему, то возникают головокружение, раздражение слизистых оболочек, кровотечение из носа, а иногда даже удушье и спазмы дыхательных путей.

Смертельная доза для человека составляет всего 14 мг/кг перорально. Если возникло отравление бромом, то нужно:

• Вызвать «Скорую».
• Вывести потерпевшего на свежий воздух.
• Расстегнуть сдавливающую одежду.
• Постараться успокоить его.
• Промыть кожу водой, если вещество попало на покровы. Протереть после этого спиртом.
• Дать пострадавшему молоко с добавлением небольшого количества соды. Она нейтрализует действие брома.
• Промыть желудок, если вещество попало в организм через рот. Давать пить воду, но маленькими порциями, рекомендуется предложить сорбенты для уменьшения степени всасываемости.

Бром действительно опасное вещество. Его даже используют в производстве боевых отравляющих припасов.

Поскольку химические свойства брома обусловливают его токсичность, то люди, которые вынуждены с ним контактировать, используют специальные перчатки, противогазы и спецодежду.

Хранят вещество в толстостенной таре из стекла. Ее, в свою очередь, хранят в емкостях с песком. Он помогает защитить тару от разрушения, которое может возникнуть из-за встряхивания.

Кстати, из-за очень высокой плотности вещества бутылки с ним нельзя брать за горло. Оно легко может оторваться. А последствия от разлитого токсичного брома, да еще в таком количестве, катастрофичны.

Применение

Напоследок пару слов о том, как и где используют бром. Можно выделить следующие сферы и области применения:

• Химия. Бром задействован в органическом синтезе, а его раствором определяют качество непредельных соединений.
• Промышленность. С добавлением брома делают антипирены, которые придают пожароустойчивость таким материалам, как текстиль, древесина и пластик. А еще из него раньше активно изготавливали 1.2-дибромэтан, который был главной составляющей этиловой жидкости.
• Фотография. Бромид серебра используется как светочувствительное вещество.
• Ракетное топливо. Пентафторид брома - его мощный окислитель.
• Нефтедобыча. В этой сфере используются бромидные растворы.
• Медицина. Бромиды калия и натрия используют в качестве успокаивающих средств.

Так что каким бы токсичным ни было это вещество для человеческого организма, в некоторых сферах оно незаменимо.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бром - химический элемент, расположенный в четвертом периоде в VIIA группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Порядковый номер - 35. Строение атома показано на рис. 1. Неметалл p-семейства.

Рис. 1. Схема строения атома брома.

В обычных условиях бром представляет собой жидкость красно-бурого цвета, обладающую резким неприятным запахом. Ядовит. Плотность 3,19 г/см 3 (при t 0 = 0 o C). При кипении (t 0 = 58,6 o C) бром из жидкого состояния переходит в газообразное - образует буро-коричневый пар.

Относительная атомная масса атомарного брома равна 79,904 а.е.м. Его относительная молекулярная масса будет равна 79,904, а молярная масса:

M(Br 2) = M r (Br 2) × 1 моль = 79,904 г/моль.

Известно, что молекула брома двухатомна - Br 2 , тогда, относительная атомная масса молекулы брома будет равна:

A r (Br 2) = 79,904× 2 = 159,808 а.е.м.

Относительная молекулярная масса молекулы брома будет равна 159,808, а молярная масса:

M(Br 2) = M r (Br 2) × 1 моль = 159,808 г/моль или просто 160 г/моль.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бром расположен в четвертом периоде VII группы главной (А) подгруппы Периодической таблицы.

Относится к элементам p -семейства. Неметалл. Обозначение - Br. Порядковый номер - 35. Относительная атомная масса - 79,904 а.е.м.

Электронное строение атома брома

Атом брома состоит из положительно заряженного ядра (+35), внутри которого есть 35 протонов и 45 нейтронов, а вокруг, по четырем орбитам движутся 35 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома брома.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

35Br) 2) 8) 18) 7 ;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Внешний энергетический уровень атома брома содержит 7 электронов, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Каждый валентный электрон атома брома можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m l (магнитное) и s (спиновое):

Наличие одного неспаренного электрона свидетельствует о том, что степень окисления брома может быть равна -1 или +1. Так как на четвертом уровне есть вакантные орбитали 4d -подуровня, то для атома брома характерно наличие возбужденного состояния:

Именно поэтому для брома также характерна степень окисления +3. Известно, что в своих соединениях бром также способен проявлять степени окисления +5 и +7.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Бром - простое вещество, галоген, открыт в начале 19-го века. Не самый распространенный элемент на Земле, но широко рассеянный: его можно найти в морях и океанах, в озерах и грунтовых водах, в земной коре, атмосфере, в растениях (бобовые, морские водоросли). В чистом виде не встречается из-за своей высокой химической активности. Минералов брома мало и они не имеют промышленного значения. Добывают бром из морской воды, горьких озер, подземных вод, сопутствующих нефтяным месторождениям.

Свойства

Тяжелая жидкость темно-красного цвета. Только бром и ртуть из всех простых веществ в нормальных условиях являются жидкостями. Запах неприятный, именно он дал название веществу (от греческого «бромос», означающего дурной запах). В воде растворяется плохо, хотя и лучше, чем остальные галогены. Смешивается с органическими растворителями в любых пропорциях.

Химически активный элемент, сильный окислитель, образует довольно сильную бромоводородную кислоту HBr. Кроме этого, образует ряд кислородосодержащих кислот. Вступает в реакции с галогенами, неметаллами, металлами. Не реагирует с кислородом, азотом, платиной, танталом. Образует бромиды, легко присоединяется к органическим соединениям.

Следует различать бром, как химический элемент и лекарство «бром», который прописывают в поликлинике в качестве успокаивающего. Бром очень ядовит, а в медицинских целях используется калий бромистый или натрий бромистый, усиливающие процессы торможения в ЦНС.

Бром и его пары ядовиты, при попадании на кожу жидкий бром вызывает долго незаживающие химические ожоги. Работать с реактивом допускается только с использованием всех средств защиты , включая специальную одежду, перчатки и противогаз. Особенно опасно вдыхание паров брома для людей с болезнями органов дыхания, так как может развиться отек легких. При отравлении бромом следует обеспечить человеку свежий воздух или ингаляции кислородом и вызвать врача. Помогает теплое молоко, сода, содосодержащая минеральная вода, кофе. Антидотом и нейтрализатором разливов брома служит раствор тиосульфата натрия. Им можно также пропитывать лицевые повязки для защиты от паров. При небольших разливах подойдет обычная сода, но реакция с бромом экзотермическая, вызывает повышение температуры воздуха и усиливает испарения, так что лучше иметь под рукой тиосульфат натрия.

Применение

- В химической промышленности бром используют для получения органических и неорганических соединений, таких как бромистый калий и натрий, бромоводородная кислота, дибромэтан и многие другие.
- Бром востребован для получения резины высокого качества.
- Для аналитических целей используют бром, бромную воду, калий бромистый, натрий бромистый.
- Бромид серебра применяется в качестве светочувствительного материала в фотографии.
- Почти половина производимого брома идет на получение 1,2 дибромэтана, который входит в состав топлива как антидетонационная присадка, применяется для защиты древесины от повреждения насекомыми, в органическом синтезе.
- Бром широко используют для получения антипиренов - специальных добавок и пропиток, придающих краскам, пластмассам, древесине, текстильным материалам противопожарные свойства.
- Бромхлорметан применяется для наполнения огнетушителей.
- Пентафторид брома применяется в ракетном топливе.
- В сельском хозяйстве соединения брома используются для борьбы с вредителями растений.
- Растворы бромидов применяются в нефтедобыче, на горно-обогатительных комбинатах.
- В медицине растворы KBr и NaBr входят в состав успокаивающих средств, например, в состав «корвалола».
- Бром может использоваться в качестве дезинфицирующего агента для замены хлора в бассейнах, на станциях водоподготовки.

Калий бромистый, натрий бромистый, бромистоводородная кислота , стандарт-титр калий бромид продаются в нашем интернет магазине по выгодным ценам.