Bromine (Br)
halogenLiquid
Nguyên tử khối chuẩn
79,904 u [79,901, 79,907]Cấu hình electron
[Ar] 4s2 3d10 4p5Nhiệt độ nóng chảy
-7,2 °CNhiệt độ sôi
58,8 °CKhối lượng riêng
3102,8 kg/m³Trạng thái oxi hóa
−1, +1, +2, +3, +4, +5, +7Độ âm điện (Pauling)
2,96Năng lượng ion hóa (lần 1)
11,81381 eVNăm phát hiện
1825Bán kính nguyên tử
115 pmChi tiết
Bromine is a halogen, group 17 element, and the only nonmetal that is liquid near room temperature. Elemental bromine occurs as diatomic Br₂ and is a dense, volatile, strongly oxidizing substance. In nature bromine is found mainly as bromide ions in seawater, salt lakes, and subsurface brines. Its chemistry is intermediate between chlorine and iodine, with important roles in flame retardants, drilling fluids, pharmaceuticals, and photographic chemistry.
Bromine is the only nonmetallic liquid element. It is a heavy, mobile, reddish-brown liquid, volatilizing readily at room temperature to a red vapor with a strong disagreeable odor, resembling chlorine, and having a very irritating effect on the eyes and throat; it is readily soluble in water or carbon disulfide, forming a red solution, is less active than chlorine but more so than iodine; it unites readily with many elements and has a bleaching action; when spilled on the skin it produces painful sores. It presents a serious health hazard, and maximum safety precautions should be taken when handling it.
The name derives from the Greek bromos for "bad stench" or "bad odour". It was first prepared by the German chemist Carl Löwig in 1825, but it was first publicly announced in 1826 by the French chemist and pharmacist Antoine-Jérôme Balard, and so the discovery is, therefore, credited to him.
The only nonmetallic element that is a liquid at normal room temperatures, bromine was produced by Carl Löwig, a young chemistry student, the summer before starting his freshman year at Heidelberg. When he showed his professor, Leopold Gmelin, the red, smelly liquid he had produced, Gmelin realized that this was an unknown substance and encouraged Löwig to produce more of it so they could study it in detail. Unfortunately, winter exams and the holidays delayed Löwig's work long enough for another chemist, Antoine-Jérôme Balard, to publish a paper in 1826 describing the new element. Balard was credited with the discovery and named it after the greek word for stench, bromos. Today, bromine is primarily obtained by treating brines from wells in Michigan and Arkansas with chlorine.
From the Greek word bromos, stench. Discovered by Balard in 1826, but not prepared in quantity until 1860.
Pure bromine is a dark red-brown, mobile liquid at ordinary conditions. It gives off a heavy red-brown vapor with a sharp, irritating odor. It freezes to a reddish solid and boils just above room temperature, so noticeable vapor is present from an open container.
Bromine compounds are used in flame retardants for plastics, textiles, and electronic materials, although some older persistent formulations have been restricted or replaced. Dense calcium bromide (CaBr₂), sodium bromide (NaBr), and zinc bromide (ZnBr₂) brines are used in oil and gas drilling and completion fluids. Silver bromide (AgBr) remains important in traditional photographic films and papers. Organobromine intermediates are also used in pharmaceuticals, agrochemicals, dyes, and specialty chemicals.
Elemental bromine is a hazardous material. It causes severe burns when it comes in contact with the skin and its vapor irritates the eyes, nose and throat. Most of the bromine produced in the United States was used in the manufacture of ethylene dibromide(C2H4Br2), a chemical added to leaded gasolines that prevented the accumulation of lead compounds within the engine. With the discontinuation of leaded gasolines in favor of unleaded gasolines, the demand for bromine has been greatly reduced. Silver bromide (AgBr), a chemical used in photography, now accounts for the largest use of bromine. Other bromine compounds are used in fumigants, in flameproofing agents and in some compounds used to purify water. Tyrian purple, an expensive purple dye known to ancient civilizations, was produced from an organic bromine compound secreted from a sea mussel known as the murex.
Bromine is used in making fumigants, flameproofing agents, water purification compounds, dyes, medicines, sanitizers, inorganic bromides for photography, etc. Organic bromides are also important.
Isotopes in Earth/Planetary Science
Molecules, atoms, and ions of the stable isotopes of bromine possess slightly different physical and chemical properties, and they commonly will be fractionated during physical, chemical, and biological processes, giving rise to variations in isotopic abundances and in atomic weights. There are substantial variations in the isotopic abundances of bromine in natural terrestrial materials (Fig. IUPAC.35.1). These variations are useful in investigating the origin of substances and studying environmental, hydrological, and geological processes [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 has been used as a groundwater tracer (Fig. IUPAC.35.2). Introduction of a solution spiked with 79Br to groundwater and measurement of the change in the isotope-amount ratio n(79Br)/n(81Br) over time has been used to monitor tracer breakthrough and to calculate bromide travel time [279] M. D’Alessandro, G. Bidoglio, F. Mousty, J. V. Sala Benito, A. Y. De Llano. J. Hydrol.193, 351 (1997)..
Isotopes in Medicine
77Br (with a half-life of 57 h) is used to label radiopharmaceuticals that bind to estrogen receptors for tumor imaging. 75Br (with a half-life of 97 min) is being used with positron emission tomography (PET) imaging [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)..
Isotopes Used as a Source of Radioactive Isotope(s)
79Br is used in the proton cyclotron to produce 77Kr, which decays to 77Br via the reaction 79Br (p, 3n) 77Kr, which decays into 77Br [282] E. Galiano, R. Tilbury. Appl. Radiat. Isot.49, 105 (1998)..
Bromine commonly forms bromide salts containing Br⁻, including sodium bromide (NaBr) and potassium bromide (KBr). It shows positive oxidation states in interhalogen and oxyanion chemistry, such as bromine chloride (BrCl), hypobromous acid (HOBr), bromate (BrO₃⁻), and perbromate (BrO₄⁻), though the higher oxidation states are less stable than comparable chlorine species. Hydrogen bromide (HBr) is a strong acid in water. Many organobromine compounds are useful synthetic intermediates because carbon-bromine bonds are reactive toward substitution and coupling reactions.
See more information at the Bromine compound page.
Elemental bromine (Br₂) is highly corrosive, toxic by inhalation, and a severe irritant to skin, eyes, and mucous membranes. Its vapor is hazardous even at low concentrations and reacts with many organic materials and reducing agents. Concentrated hydrobromic acid (HBr) is strongly acidic and corrosive. Some organobromine compounds are persistent, bioaccumulative, or toxic, but hazards vary widely with structure and exposure route.
Bromide is a natural constituent of seawater and evaporite brines, and it is cycled through oceans, salt deposits, aerosols, and biological processes. Marine organisms produce many organobromine compounds, some of which enter atmospheric chemistry. In water treatment, bromide can be oxidized to reactive bromine species and brominated disinfection by-products. Persistent brominated flame retardants can accumulate in sediments and biota, depending on their structure and use history.
Commercial bromine is produced mainly by oxidizing bromide-rich brines and stripping the liberated bromine from solution. Major feedstocks include highly saline inland brines, salt-lake brines, and some subsurface brines associated with mineral or hydrocarbon production. Demand is tied to flame retardants, drilling fluids, water-treatment chemicals, and specialty synthesis. Supply is geographically concentrated where suitable brines are available, and recycling is limited for many dispersive uses, although some brominated materials and process streams can be recovered or managed in closed systems.
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.
Bromine is a relatively scarce element in the cosmos compared with lighter halogens. It is produced by neutron-capture processes in earlier generations of stars and is incorporated into dust, meteorites, and planetary materials in small amounts. On Earth and other volatile-bearing bodies, its geochemistry is controlled mainly by the soluble bromide ion, which concentrates in brines during evaporation.
- Bromine is one of only two elements that are liquid at standard laboratory temperatures; the other is mercury.
- Its name comes from a Greek word referring to stench, reflecting the odor of Br₂ vapor.
- Silver bromide darkens on exposure to light, a property central to photographic emulsions.
- Bromide ions are usually more concentrated in late-stage evaporite brines than in ordinary seawater.
- Elemental bromine is dense enough that many common solids float on it, but contact is dangerous.
Hình ảnh
Tính chất
Vật lý
- Bán kính nguyên tử (thực nghiệm)
- 115 pm So sánh Bán kính nguyên tử (thực nghiệm) của tất cả nguyên tố →
- Bán kính cộng hóa trị
- 120 pm So sánh Bán kính cộng hóa trị của tất cả nguyên tố →
- Bán kính van der Waals
- 183 pm So sánh Bán kính van der Waals của tất cả nguyên tố →
- Khối lượng riêng
- 3102,8 kg/m³ So sánh Khối lượng riêng của tất cả nguyên tố →
- Thể tích mol
- 0,0235 L/mol
- Pha ở STP
- Lỏng So sánh Pha ở STP của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt độ nóng chảy
- -7,2 °C So sánh Nhiệt độ nóng chảy của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt độ sôi
- 58,8 °C So sánh Nhiệt độ sôi của tất cả nguyên tố →
- Độ dẫn nhiệt
- 0,005 W/(m·K) So sánh Độ dẫn nhiệt của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt dung riêng
- 0,474 J/(g·K) So sánh Nhiệt dung riêng của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt dung mol
- 75,69 J/(mol·K) So sánh Nhiệt dung mol của tất cả nguyên tố →
- Cấu trúc tinh thể
- Trực thoi So sánh Cấu trúc tinh thể của tất cả nguyên tố →
Hóa học
- Độ âm điện (Pauling)
- 2,96 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
- Độ âm điện (Allen)
- 2,685
- Ái lực electron
- 3,3635 eV
- Năng lượng ion hóa (lần 1)
- 11,81381 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 2)
- 21,591074 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 3)
- 34,87112 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 4)
- 47,782164 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 5)
- 59,595205 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
- Trạng thái oxi hóa
- −1, +1, +2, +3, +4, +5, +7 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
- Electron hóa trị
- 7 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
- Cấu hình electron
- [Ar] 4s2 3d10 4p5
Nhiệt động lực học
- Điểm ba (nhiệt độ)
- -7,25 °C
- Điểm ba (áp suất)
- 5879 Pa
- Điểm tới hạn (nhiệt độ)
- 315 °C
- Điểm tới hạn (áp suất)
- 1,034e+7 Pa
- Nhiệt nóng chảy
- 0,10955071 eV So sánh Nhiệt nóng chảy của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt hóa hơi
- 0,31051459 eV So sánh Nhiệt hóa hơi của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt nguyên tử hóa
- 1,159766 eV
- Enthalpy nguyên tử hóa
- 1,159248 eV
Hạt nhân
- Proton
- 35 So sánh Proton của tất cả nguyên tố →
- Neutron
- 44 So sánh Neutron của tất cả nguyên tố →
- Các đồng vị đã biết
- 34 So sánh Các đồng vị đã biết của tất cả nguyên tố →
- Đồng vị bền
- 2 So sánh Đồng vị bền của tất cả nguyên tố →
- Đồng vị bền nhất
- Br-79
- Năm phát hiện
- 1825
Độ phổ biến
- Độ phổ biến (vỏ Trái Đất)
- 2,4 mg/kg So sánh Độ phổ biến (vỏ Trái Đất) của tất cả nguyên tố →
- Độ phổ biến (đại dương)
- 67,3 mg/L So sánh Độ phổ biến (đại dương) của tất cả nguyên tố →
Cấu trúc tinh thể
- Hằng số mạng a
- 667 pm
Cấu trúc electron
- Số electron trong mỗi lớp
- 2, 8, 18, 7 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →
Mã định danh
- Số CAS
- 7726-95-6 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
- Ký hiệu số hạng
- 2P°3/2
- InChI
- InChI=1S/Br
- Khóa InChI
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N
Cấu hình electron Đo đạc
Br: 3d¹⁰ 4s² 4p⁵[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵Mô hình nguyên tử
Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.
Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.
Dấu vân tay nguyên tử
Phổ phát xạ / hấp thụ
Phân bố đồng vị
| Số khối | Khối lượng nguyên tử (u) | Độ phổ biến tự nhiên | Chu kỳ bán rã |
|---|---|---|---|
| 79 Bền | 78,9183376 ± 0,0000014 | 50,6900% | Bền |
| 81 Bền | 80,9162897 ± 0,0000014 | 49,3100% | Bền |
Pha / Trạng thái
Lý do: giữa nhiệt độ nóng chảy (-7,2 °C) và nhiệt độ sôi (58,8 °C)
Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ
Điểm chuyển pha
Năng lượng chuyển pha
Năng lượng cần để làm nóng chảy 1 mol tại nhiệt độ nóng chảy
Năng lượng cần để hóa hơi 1 mol tại nhiệt độ sôi
Khối lượng riêng
Ở điều kiện chuẩn
Không có dữ liệu cho pha lỏng
Nâng cao
Phổ nguyên tử
Đang hiển thị 10 trên 35. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).
Dữ liệu vạch phổ ?
| Ion | Điện tích | Tổng số vạch | Xác suất chuyển mức | Ký hiệu mức năng lượng |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Dữ liệu mức năng lượng ?
| Ion | Điện tích | Mức năng lượng |
|---|---|---|
| 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 |
Bán kính ion
| Điện tích | Phối trí | Spin | Bán kính |
|---|---|---|---|
| -1 | 6 | Không có | 196 pm |
| +3 | 4 | Không có | 59 pm |
| +5 | 3 | Không có | 31 pm |
| +7 | 4 | Không có | 25 pm |
| +7 | 6 | Không có | 39 pm |
Hợp chất
Đồng vị (2)
| Số khối | Khối lượng nguyên tử (u) | Độ phổ biến tự nhiên | Chu kỳ bán rã | Kiểu phân rã | |
|---|---|---|---|---|---|
| 79 Bền | 78,9183376 ± 0,0000014 | 50,6900% ± 0,0700% | Bền | stable | |
| 81 Bền | 80,9162897 ± 0,0000014 | 49,3100% ± 0,0700% | Bền | stable |
Tính chất mở rộng
Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
- 114 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
- 109 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết ba)
- 110 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Bragg)
- 119 pm
Bán kính van der Waals
- Bondi
- 183 pm
- Batsanov
- 190 pm
- Alvarez
- 186 pm
- UFF
- 418,9 pm
- MM3
- 222 pm
- Dreiding
- 395 pm
- Rowland–Taylor
- 187 pm
Bán kính nguyên tử và kim loại
- Bán kính nguyên tử (Rahm)
- 219 pm
- Bán kính kim loại (C12)
- 117 pm
Các thang đánh số
- Mendeleev
- 108
- Pettifor
- 98
- Glawe
- 100
Các thang độ âm điện
- Ghosh
- 0
- Gunnarsson–Lundqvist
- 8
- Robles–Bartolotti
- 7
Độ phân cực hóa và tán sắc
- Độ phân cực hóa lưỡng cực
- 21 a.u.
- Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
- 1 a.u.
- C₆
- 162 Ha·Bohr6
- C₆ (Gould–Bučko)
- 187 Ha·Bohr6
Ái lực hóa học
- Ái lực proton
- 554,4 kJ/mol
- Độ bazơ pha khí
- 531,2 kJ/mol
Rủi ro nguồn cung và kinh tế
- Mức độ tập trung sản xuất
- 44
- Rủi ro nguồn cung tương đối
- 7
- Phân bố trữ lượng
- 64
- Ổn định chính trị (quốc gia sản xuất lớn nhất)
- 57
- Ổn định chính trị (quốc gia có trữ lượng lớn nhất)
- 57
Chuyển pha và các dạng thù hình
| Nhiệt độ nóng chảy | 265,95 K |
| Nhiệt độ sôi | 331,95 K |
| Điểm tới hạn (nhiệt độ) | 588,15 K |
| Điểm tới hạn (áp suất) | 10,34 MPa |
| Điểm ba (nhiệt độ) | 265,9 K |
| Điểm ba (áp suất) | 5,88 kPa |
Phân loại trạng thái oxi hóa
Dữ liệu tham khảo chuyên sâu
Hằng số chắn (8)
| n | Orbital | 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 |
Chi tiết bán kính tinh thể (5)
| Điện tích | CN | Spin | rcrystal (pm) | Nguồn gốc |
|---|---|---|---|---|
| -1 | VI | 182 | Pauling's (1960) crystal radius, | |
| 3 | IVSQ | 73 | ||
| 5 | IIIPY | 45 | ||
| 7 | IV | 39 | ||
| 7 | VI | 53 | Ahrens (1952) ionic radius, |
Các kiểu phân rã đồng vị (54)
| Đồng vị | Chế độ | Cường độ |
|---|---|---|
| 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% |
Hệ số tán xạ tia X (506)
| Năng lượng (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 |
Dữ liệu bổ sung
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
2.4 milligrams per kilogram
Tài liệu tham khảo (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
6.73×101 milligrams per liter
Tài liệu tham khảo (1)
Sources
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.
Tài liệu tham khảo (1)
- [6] Bromine https://periodic.lanl.gov/35.shtml
Production
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.
Tài liệu tham khảo (1)
- [6] Bromine https://periodic.lanl.gov/35.shtml
Tài liệu tham khảo
(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.