Бром (Br)
ГалогенЖидкость
Стандартная относительная атомная масса
79,904 u [79,901, 79,907]Электронная конфигурация
[Ar] 4s2 3d10 4p5Температура плавления
-7,2 °CТемпература кипения
58,8 °CПлотность
3102,8 kg/m³Степени окисления
−1, +1, +2, +3, +4, +5, +7Электроотрицательность (по Полингу)
2,96Энергия ионизации (1-я)
11,81381 eVГод открытия
1825Атомный радиус
115 pmПодробные сведения
Бром — галоген, элемент группы 17, и единственный неметалл, жидкий при комнатной температуре или близкой к ней. Элементарный бром существует как двухатомный Br₂ и представляет собой плотное, летучее, сильно окисляющее вещество. В природе бром встречается главным образом в виде ионов бромида в морской воде, соленых озерах и подземных рассолах. Его химия занимает промежуточное положение между хлором и йодом; он играет важную роль в антипиренах, буровых жидкостях, фармацевтике и фотохимии.
Бром — единственный неметаллический жидкий элемент. Это тяжёлая, подвижная, красновато-бурая жидкость, легко улетучивающаяся при комнатной температуре с образованием красного пара с резким неприятным запахом, напоминающим хлор, и оказывающая сильное раздражающее действие на глаза и горло; он легко растворим в воде или сероуглероде с образованием красного раствора, менее активен, чем хлор, но более активен, чем йод; он легко соединяется со многими элементами и обладает отбеливающим действием; при попадании на кожу вызывает болезненные язвы. Он представляет серьёзную опасность для здоровья, и при работе с ним следует принимать максимальные меры безопасности.
Название происходит от греческого bromos, означающего «дурной запах» или «зловоние». Впервые он был получен немецким химиком Карлом Лёвигом в 1825 году, но впервые публично объявлен в 1826 году французским химиком и фармацевтом Антуаном-Жеромом Баларом, и потому открытие, таким образом, приписывается ему.
Единственный неметаллический элемент, который является жидкостью при обычной комнатной температуре, бром был получен Карлом Лёвигом, молодым студентом-химиком, летом перед началом его первого курса в Гейдельберге. Когда он показал своему профессору, Леопольду Гмелину, красную, дурно пахнущую жидкость, которую он получил, Гмелин понял, что это неизвестное вещество, и побудил Лёвига получить его больше, чтобы можно было подробно изучить его. К сожалению, зимние экзамены и каникулы задержали работу Лёвига настолько, что другой химик, Антуан-Жером Балар, успел опубликовать в 1826 году статью, описывающую новый элемент. Балару было приписано открытие, и он назвал его по греческому слову, означающему зловоние, bromos. Сегодня бром в основном получают обработкой рассолов из скважин в Мичигане и Арканзасе хлором.
От греческого слова bromos, зловоние. Открыт Баларом в 1826 году, но в заметных количествах не получался до 1860 года.
Чистый бром при обычных условиях представляет собой тёмно-красно-коричневую подвижную жидкость. Он выделяет тяжёлый красно-коричневый пар с резким, раздражающим запахом. При замерзании образует красноватое твёрдое вещество и кипит лишь немного выше комнатной температуры, поэтому из открытой ёмкости заметно выделение пара.
Соединения брома используются в антипиренах для пластмасс, текстиля и электронных материалов, хотя некоторые старые стойкие формулировки были ограничены или заменены. Плотные рассолы бромида кальция (CaBr₂), бромида натрия (NaBr) и бромида цинка (ZnBr₂) используются в буровых и заканчивающих жидкостях для нефтегазовой отрасли. Бромид серебра (AgBr) по-прежнему важен в традиционных фотоплёнках и фотобумаге. Органобромные промежуточные продукты также используются в фармацевтике, агрохимикатах, красителях и специальных химических продуктах.
Элементарный бром является опасным веществом. Он вызывает сильные ожоги при контакте с кожей, а его пары раздражают глаза, нос и горло. Большая часть брома, производимого в Соединённых Штатах, использовалась при изготовлении этилендибромида (C2H4Br2) — химического вещества, добавлявшегося в этилированные бензины и предотвращавшего накопление соединений свинца в двигателе. С прекращением использования этилированных бензинов в пользу неэтилированных спрос на бром значительно снизился. Бромид серебра (AgBr), химическое вещество, используемое в фотографии, теперь составляет наибольшую долю применения брома. Другие соединения брома используются в фумигантах, огнезащитных средствах и в некоторых соединениях, применяемых для очистки воды. Тирский пурпур, дорогостоящий пурпурный краситель, известный древним цивилизациям, получали из органического бромсодержащего соединения, выделяемого морским моллюском, известным как мурекс.
Бром используется для изготовления фумигантов, огнезащитных средств, соединений для очистки воды, красителей, лекарственных средств, дезинфицирующих средств, неорганических бромидов для фотографии и т. д. Органические бромиды также важны.
Изотопы в науках о Земле/планетах
Молекулы, атомы и ионы стабильных изотопов брома обладают несколько различными физическими и химическими свойствами и обычно фракционируются в ходе физических, химических и биологических процессов, что приводит к изменениям изотопных содержаний и атомных масс. В природных земных материалах наблюдаются значительные вариации изотопного содержания брома (рис. IUPAC.35.1). Эти вариации полезны при изучении происхождения веществ и исследовании экологических, гидрологических и геологических процессов [13] M. W. Wieser, T. B. Coplen. Pure Appl Chem.83, 359 (2011)., [278] R. L. Stotler, S. K. Frape, O. Shouakar-Stash. Chem. Geol.274, 38 (2010).. 79Br использовался в качестве трассера подземных вод (рис. IUPAC.35.2). Введение в подземные воды раствора, меченного 79Br, и измерение изменения отношения количества изотопов n(79Br)/n(81Br) во времени использовались для мониторинга прорыва трассера и вычисления времени переноса бромида [279] M. D’Alessandro, G. Bidoglio, F. Mousty, J. V. Sala Benito, A. Y. De Llano. J. Hydrol.193, 351 (1997)..
Изотопы в медицине
77Br (с периодом полураспада 57 ч) используется для мечения радиофармпрепаратов, связывающихся с эстрогеновыми рецепторами, для визуализации опухолей. 75Br (с периодом полураспада 97 мин) используется в визуализации методом позитронно-эмиссионной томографии (PET) [281] K. D. McElvany, J. A. Katzenellenbogen, K. E. Shafer, B. A. Siegel, S. G. Senderoff, M. J. Welch, Los Alamos Medical Radioisotope Group. J. Nucl. Med.23, 425 (1982)..
Изотопы, используемые как источник радиоактивного изотопа(ов)
79Br используется в протонном циклотроне для получения 77Kr, который распадается до 77Br по реакции 79Br (p, 3n) 77Kr, который распадается в 77Br [282] E. Galiano, R. Tilbury. Appl. Radiat. Isot.49, 105 (1998)..
Бром обычно образует бромидные соли, содержащие Br⁻, включая бромид натрия (NaBr) и бромид калия (KBr). Он проявляет положительные степени окисления в межгалогенной и оксоанионной химии, такие как хлорид брома (BrCl), гипобромистая кислота (HOBr), бромат (BrO₃⁻) и пербромат (BrO₄⁻), хотя более высокие степени окисления менее устойчивы, чем у соответствующих соединений хлора. Бромоводород (HBr) — сильная кислота в воде. Многие органобромные соединения полезны как синтетические промежуточные вещества, поскольку связи углерод–бром реакционноспособны в реакциях замещения и кросс-сочетания.
See more information at the Bromine compound page.
Элементарный бром (Br₂) обладает высокой коррозионной активностью, токсичен при вдыхании и является сильным раздражителем для кожи, глаз и слизистых оболочек. Его пары опасны даже при низких концентрациях и реагируют со многими органическими материалами и восстановителями. Концентрированная бромоводородная кислота (HBr) обладает сильной кислотностью и коррозионным действием. Некоторые органобромные соединения стойки, биоаккумулируются или токсичны, но опасности сильно зависят от структуры и пути воздействия.
Бромид является природным компонентом морской воды и эвапоритовых рассолов и участвует в циклах океанов, соляных отложений, аэрозолей и биологических процессов. Морские организмы производят множество органобромсодержащих соединений, некоторые из которых вовлекаются в атмосферную химию. При очистке воды бромид может окисляться до реакционноспособных бромных видов и бромированных побочных продуктов дезинфекции. Стойкие бромированные антипирены могут накапливаться в донных отложениях и биоте в зависимости от их структуры и истории использования.
Коммерческий бром получают главным образом путем окисления рассолов, богатых бромидами, и отдувки выделившегося брома из раствора. Основные сырьевые источники включают высокосолёные внутриконтинентальные рассолы, рассолы соленых озер и некоторые глубинные рассолы, связанные с добычей полезных ископаемых или углеводородов. Спрос связан с антипиренами, буровыми растворами, химическими средствами для водоподготовки и специальным синтезом. Предложение географически сосредоточено там, где имеются подходящие рассолы, а переработка ограничена для многих дисперсных применений, хотя некоторые бромированные материалы и технологические потоки могут извлекаться или обрабатываться в замкнутых системах.
Бром, относящийся к группе галогенов, получают из природных рассолов из скважин в Мичигане и Арканзасе. Некоторое количество брома сегодня извлекают из морской воды, которая содержит лишь около 85 ppm.
Бром — относительно редкий элемент в космосе по сравнению с более лёгкими галогенами. Он образуется в результате процессов захвата нейтронов в более ранних поколениях звёзд и в небольших количествах включается в пыль, метеориты и планетарные материалы. На Земле и других телах, содержащих летучие вещества, его геохимия в основном определяется растворимым бромид-ионом, который концентрируется в рассолах при испарении.
- Бром — один из только двух элементов, которые являются жидкими при стандартных лабораторных температурах; другой — ртуть.
- Его название происходит от греческого слова, обозначающего зловоние, что отражает запах пара Br₂.
- Бромид серебра темнеет при воздействии света — это свойство лежит в основе фотографических эмульсий.
- Ионы бромида обычно более концентрированы в поздних стадиях рассольных эвапоритов, чем в обычной морской воде.
- Элементарный бром достаточно плотный, чтобы многие обычные твердые тела плавали на нем, однако контакт с ним опасен.
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Атомный радиус (эмпирический)
- 115 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
- Ковалентный радиус
- 120 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 183 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
- Плотность
- 3102,8 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Молярный объём
- 0,0235 L/mol
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Жидкость Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура плавления
- -7,2 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
- Температура кипения
- 58,8 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
- Теплопроводность
- 0,005 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
- Удельная теплоёмкость
- 0,474 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
- Молярная теплоёмкость
- 75,69 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
- Кристаллическая структура
- Ромбическая Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →
Химические свойства
- Электроотрицательность (по Полингу)
- 2,96 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
- Электроотрицательность (по Аллену)
- 2,685
- Сродство к электрону
- 3,3635 eV
- Энергия ионизации (1-я)
- 11,81381 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (2-я)
- 21,591074 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (3-я)
- 34,87112 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (4-я)
- 47,782164 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (5-я)
- 59,595205 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
- Степени окисления
- −1, +1, +2, +3, +4, +5, +7 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 7 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- [Ar] 4s2 3d10 4p5
Термодинамические свойства
- Тройная точка (температура)
- -7,25 °C
- Тройная точка (давление)
- 5879 Pa
- Критическая точка (температура)
- 315 °C
- Критическая точка (давление)
- 1,034e+7 Pa
- Теплота плавления
- 0,10955071 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
- Теплота испарения
- 0,31051459 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
- Теплота атомизации
- 1,159766 eV
- Энтальпия атомизации
- 1,159248 eV
Ядерные свойства
- Протоны
- 35 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 44 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 34 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 2 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Наиболее стабильный изотоп
- Br-79
- Год открытия
- 1825
Распространённость
- Содержание в земной коре
- 2,4 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
- Содержание в океане
- 67,3 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 667 pm
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 2, 8, 18, 7 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7726-95-6 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- Символ терма
- 2P°3/2
- InChI
- InChI=1S/Br
- Ключ InChI
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измеренные
Br: 3d¹⁰ 4s² 4p⁵[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 79 Стабильный | 78,9183376 ± 0,0000014 | 50,6900% | Стабильный |
| 81 Стабильный | 80,9162897 ± 0,0000014 | 49,3100% | Стабильный |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: между температурой плавления (-7,2 °C) и температурой кипения (58,8 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления
Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения
Плотность
При стандартных условиях
Нет данных для жидкой фазы
Расширенные данные
Атомные спектры
Показано 10 из 35. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Данные о спектральных линиях ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Br I | 0 | 170 | 54 | 170 |
| Br II | +1 | 118 | 3 | 0 |
| Br III | +2 | 75 | 0 | 0 |
| Br IV | +3 | 136 | 0 | 136 |
| Br V | +4 | 22 | 0 | 0 |
Данные об энергетических уровнях ?
| Ион | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Br I | 0 | 265 |
| Br II | +1 | 132 |
| Br III | +2 | 53 |
| Br IV | +3 | 43 |
| Br V | +4 | 10 |
| Br VI | +5 | 12 |
| Br VII | +6 | 6 |
| Br VIII | +7 | 12 |
| Br IX | +8 | 5 |
| Br X | +9 | 2 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| -1 | 6 | Нет данных | 196 пм |
| +3 | 4 | Нет данных | 59 пм |
| +5 | 3 | Нет данных | 31 пм |
| +7 | 4 | Нет данных | 25 пм |
| +7 | 6 | Нет данных | 39 пм |
Соединения
Изотопы (2)
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 79 Стабильный | 78,9183376 ± 0,0000014 | 50,6900% ± 0,0700% | Стабильный | stable | |
| 81 Стабильный | 80,9162897 ± 0,0000014 | 49,3100% ± 0,0700% | Стабильный | stable |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 114 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
- 109 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
- 110 pm
- Ковалентный радиус (по Брэггу)
- 119 pm
Ван-дер-ваальсовы радиусы
- Bondi
- 183 pm
- Batsanov
- 190 pm
- Alvarez
- 186 pm
- UFF
- 418,9 pm
- MM3
- 222 pm
- Dreiding
- 395 pm
- Rowland–Taylor
- 187 pm
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (по Раму)
- 219 pm
- Металлический радиус (КЧ 12)
- 117 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 108
- Pettifor
- 98
- Glawe
- 100
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- 0
- Gunnarsson–Lundqvist
- 8
- Robles–Bartolotti
- 7
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 21 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 1 a.u.
- C₆
- 162 Ha·Bohr6
- C₆ (Gould–Bučko)
- 187 Ha·Bohr6
Химическое сродство
- Сродство к протону
- 554,4 kJ/mol
- Газофазная основность
- 531,2 kJ/mol
Риски поставок и экономика
- Концентрация производства
- 44
- Относительный риск поставок
- 7
- Распределение запасов
- 64
- Политическая стабильность (ведущий производитель)
- 57
- Политическая стабильность (страна с крупнейшими запасами)
- 57
Фазовые переходы и аллотропные модификации
| Температура плавления | 265,95 K |
| Температура кипения | 331,95 K |
| Критическая точка (температура) | 588,15 K |
| Критическая точка (давление) | 10,34 MPa |
| Тройная точка (температура) | 265,9 K |
| Тройная точка (давление) | 5,88 kPa |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (8)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0,7529 |
| 2 | p | 3,9436 |
| 2 | s | 9,3566 |
| 3 | d | 15,4409 |
| 3 | p | 15,4292 |
| 3 | s | 14,7815 |
| 4 | p | 25,972 |
| 4 | s | 24,4472 |
Подробные данные о кристаллических радиусах (5)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Происхождение |
|---|---|---|---|---|
| -1 | VI | 182 | Pauling's (1960) crystal radius, | |
| 3 | IVSQ | 73 | ||
| 5 | IIIPY | 45 | ||
| 7 | IV | 39 | ||
| 7 | VI | 53 | Ahrens (1952) ionic radius, |
Типы распада изотопов (54)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 65 | p | — |
| 66 | p | — |
| 67 | p | — |
| 68 | p | — |
| 69 | p | 100% |
| 70 | B+ | 100% |
| 70 | B+p | — |
| 71 | B+ | 100% |
| 72 | B+ | 100% |
| 73 | B+ | 100% |
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (506)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 5,16199 |
| 10,1617 | — | 5,31855 |
| 10,3261 | — | 5,47986 |
| 10,4931 | — | 5,64606 |
| 10,6628 | — | 5,8173 |
| 10,8353 | — | 5,99373 |
| 11,0106 | — | 6,17552 |
| 11,1886 | — | 6,36281 |
| 11,3696 | — | 6,5558 |
| 11,5535 | — | 6,75463 |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
2.4 milligrams per kilogram
Источники (1)
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
6.73×101 milligrams per liter
Источники (1)
Источники
Sources of this element.
A member of the halogen group, bromine is obtained from natural brines from wells in Michigan and Arkansas. Some bromine is extracted today from seawater, which contains only about 85 ppm.
Источники (1)
- [6] Bromine https://periodic.lanl.gov/35.shtml
Получение
Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).
Much of the bromine output in the U.S. was used in the production of ethylene dibromide, a lead scavenger used in making gasoline anti-knock compounds. Lead in gasoline, however, has been drastically reduced due to environmental considerations. This will greatly affect future production of bromine.
Источники (1)
- [6] Bromine https://periodic.lanl.gov/35.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Bromine.
The element property data was retrieved from publications.