Co to jest brom? Pierwiastek chemiczny brom: wzór, właściwości

Płyn o barwie czerwono-brązowej, o silnym specyficznym zapachu, słabo rozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszczalny w benzenie, chloroformie, disiarczku węgla i innych rozpuszczalnikach organicznych. Taką odpowiedź można zadać na pytanie: "Co to jest brom?" Związek należy do grupy najbardziej aktywnych niemetali, reagujących z wieloma prostymi substancjami. Jest wysoce toksyczny: wdychanie jego pary drażni drogi oddechowe, a kontakt ze skórą powoduje ciężkie, nie gojące się oparzenia. W naszym artykule przyjrzymy się jego właściwościom fizycznym, a także rozważymy reakcje chemiczne charakterystyka bromu.

Co to jest brom?

Główną podgrupą siódmej grupy jest lokalizacja pierwiastka w układzie okresowym pierwiastków chemicznych. Na ostatniej warstwie energetycznej atomu znajdują się dwa s-elektrony i pięć p-elektronów. Podobnie jak wszystkie halogeny, brom ma znaczące powinowactwo do elektronu. Oznacza to, że łatwo przyciąga on negatywne cząsteczki innych pierwiastków chemicznych do swojej powłoki elektronowej, stając się anionem. Molekularna formuła bromu - Br ₂ . Atomy są połączone parą elektronów, ten typ wiązania nazywamy kowalencyjnym. Jest również niepolarny, znajduje się w tej samej odległości od jąder atomowych. Ze względu na dość duży promień atomowy - 1,14 A °, właściwości utleniające pierwiastka, jego elektroujemność i właściwości niemetaliczne stają się mniejsze niż fluoru i chloru. Natomiast temperatura wrzenia wzrasta i wynosi 59,2 ° C, względna masa cząsteczkowa bromu wynosi 180. W stanie swobodnym, ze względu na wysoką aktywność, pierwiastek nie występuje jako prosta substancja. W naturze występuje w stanie związanym w postaci soli sodowej, magnezowej i potasowej, ich zawartość w wodzie morskiej jest szczególnie wysoka. Niektóre rodzaje brązowych i czerwonych alg: sargassum, fucus, batrachospermum zawierają duże ilości bromu i jodu.

Reakcje z prostymi substancjami

Element charakteryzuje się interakcją z wieloma niemetalami: siarką, fosforem, wodorem:

Br ₂ + H ₂ = 2HBr

Jednak brom nie reaguje bezpośrednio z azotem, węglem i tlenem. Większość metali łatwo utlenia się bromem. Tylko niektóre z nich są pasywne do działania halogenów, na przykład ołowiu, srebra i platyny. Reakcje z bromem bardziej aktywnych halogenów, takich jak fluor i chlor, przebiegają szybko:

Br ₂ +3 F ₂ = 2 BrF ₃

W ostatniej reakcji stan utleniania element to +3, działa jako czynnik redukujący. W przemyśle brom wytwarza się przez utlenianie bromowodoru za pomocą silniejszego chlorowca, na przykład chloru. Głównymi źródłami surowców do produkcji związków są podziemne wody wiertnicze, a także wysoko skoncentrowany roztwór słonych jezior. Halogen może oddziaływać ze złożonymi substancjami z klasy soli średnich. Tak więc, pod działaniem bromowej wody, która ma czerwono-brązowy kolor, na roztworze siarczynu sodu, obserwujemy odbarwienie roztworu. Związane jest to z utlenianiem bromu przez średnią sól - siarczyn do siarczan sodu. Ten sam halogen jest zredukowany, przekształcając się w postać bromowodoru, który nie ma koloru.

Interakcje ze związkami organicznymi

Cząsteczki Br ₂ są zdolne do interakcji nie tylko z prostymi, ale również ze złożonymi substancjami. Na przykład reakcja podstawienia zachodzi pomiędzy aromatycznym węglowodorem, benzenem i bromem po ogrzaniu, w obecności katalizatora - bromku żelazowego. Kończy się utworzeniem bezbarwnego związku, nierozpuszczalnego w wodzie - bromobenzenu:

C 6H ₆ + Br ₂ = C 6H 5Br + HBr

Bromek substancji prostych rozpuszczony w wodzie jest używany jako wskaźnik do oznaczania obecności w cząsteczce materia organiczna nienasycone wiązania między atomami węgla. Taki odpowiedź jakościowa znaleźć w cząsteczkach alkenów lub alkinów pi-obligacji, od których zależą główne reakcje chemiczne tych węglowodorów. Związek wchodzi w reakcje podstawienia z nasyconymi węglowodorami, tworząc w ten sposób pochodne metanu, etanu i innych alkanów. Znana jest reakcja addycji cząstek bromu, którego wzór jest Br2, do nienasyconych substancji z jednym lub dwoma podwójnymi lub potrójnymi wiązaniami w cząsteczkach, na przykład takich jak eten, acetylen lub butadien.

CH2 = CH2 + Br2 = CH2 Br - CH2 Br

Nie tylko prosta substancja może reagować z tymi węglowodorami, ale także z jej związkiem wodorowym - HBr.

Cechy oddziaływania halogenu z fenolem

Materiałem organicznym składającym się z pierścienia benzenowego związanego z grupą hydroksylową jest fenol. Wzajemny wpływ grup atomów na siebie jest śledzony w jego cząsteczce. Dlatego reakcje substytucji halogenami są dla niego o wiele szybsze niż dla benzenu. Co więcej, proces ten nie wymaga ogrzewania i obecności katalizatora. Natychmiast trzy atomy wodoru w cząsteczce fenolu zastępowane są przez rodniki bromu. W wyniku reakcji powstaje tribromfenol.

Związki tlenu z bromem

Kontynuujemy badania nad tym, czym jest brom. Interakcja chlorowcowa z zimną wodą powoduje powstanie hypobromousu HBrO. Jest słabszy niż związek chloru ze względu na spadek jego właściwości utleniających. Inny związek, kwas bromowy, można otrzymać przez utlenianie bromu za pomocą chloru. Wcześniej w chemii sądzono, że brom nie może mieć związków, w których mógłby wykazywać stan utlenienia +7. Jednakże, przez utlenianie bromku potasu, otrzymano sól, bromian potasu i z niego odpowiedni kwas, HBr04. Jony halogenowe mają właściwości redukujące: pod wpływem cząsteczek HBr na metalach, te ostatnie są utleniane przez kationy wodoru. Dlatego tylko te pierwiastki metaliczne wchodzą w interakcję z kwasem, który należy do aktywności aż do wodoru. W wyniku reakcji powstają sole z podłożem, bromki i uwolniony jest wolny wodór.

Zastosowanie związków bromu

Wysoka zdolność utleniania bromu, którego masa jest dość duża, jest szeroko stosowana w chemii analitycznej, jak również w chemii syntezy organicznej. W rolnictwie preparaty zawierające brom, stosowane w walce z chwastami i owadami - szkodniki. Środki ogniouodparniające - substancje zapobiegające samozapaleniu, stosowane są do impregnacji materiałów budowlanych, tworzyw sztucznych i tkanin. W medycynie od dawna znane jest hamujące działanie soli, potasu i bromku sodu na przechodzenie impulsów bioelektrycznych przez włókna nerwowe. Stosowane są w leczeniu zaburzeń układu nerwowego: histerii, neurastenii, epilepsji. Biorąc pod uwagę silną toksyczność związków, dawkowanie leku powinno być monitorowane przez lekarza.

W naszym artykule dowiedzieliśmy się, czym jest brom i jakie są jego właściwości fizyczne i chemiczne.