БРОМ

БРОМ (лат. Bromum), Br, хи­мич. эле­мент VII груп­пы ко­рот­кой фор­мы (17-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; от­но­сит­ся к га­ло­ге­нам; ат. н. 35, ат. м. 79,904. В при­ро­де два ста­биль­ных нук­ли­да: $\ce{^{79}Br}$ (50,56% по мас­се) и $\ce{^{81}Br}$ (49,44%). Для ис­кус­ст­вен­но по­лу­чен­но­го ра­дио­нук­ли­да $\ce{^{80}Br}$ ха­рак­тер­на ядер­ная изо­ме­рия.

Историческая справка

Б. впер­вые вы­де­лил в 1826 франц. хи­мик А. Ж. Ба­лар, дей­ст­вуя хло­ром на вод­ный рас­твор, по­лу­чен­ный по­сле про­мы­ва­ния зо­лы мор­ских во­до­рос­лей. Лат. назв. эле­мен­та про­ис­хо­дит от греч. βρῶμος – зло­во­ние и свя­за­но с силь­ным не­при­ят­ным за­па­хом его па­ров.

Распространённость в природе

Со­дер­жа­ние Б. в зем­ной ко­ре ок. 1,6·10^–4% по мас­се. Вслед­ст­вие вы­со­кой хи­мич. ак­тив­но­сти в сво­бод­ном ви­де не встре­ча­ет­ся. Б. в ви­де изо­морф­ной при­ме­си бро­ми­дов на­трия, ка­лия, маг­ния и др. вхо­дит в со­став при­род­ных хло­ри­дов (в силь­ви­не и кар­нал­ли­те со­дер­жа­ние Б. до 3%). Собств. ми­не­ра­лы Б. – бро­м­ар­ги­рит $\ce{AgBr}$ и эм­бо­лит $\ce{Ag(Cl, Br)}$ – чрез­вы­чай­но ред­ки. Ис­точ­ни­ком Б. слу­жат мор­ская во­да, ра­па со­ля­ных озёр, под­зем­ные во­ды, со­пут­ст­вую­щие неф­тя­ным и разл. со­ля­ным ме­сто­ро­ж­де­ни­ям.

Свойства

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма Б. $4s^24p^5$; в со­еди­не­ни­ях Б. про­яв­ля­ет сте­пе­ни окис­ле­ния –1, +1, +5, ред­ко +3 и +7; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 2,8; атом­ный ра­ди­ус 119 пм, ра­диу­сы ио­нов $\ce{Br^-}$ и $\ce{Br^{5+}}$ со­от­вет­ст­вен­но 182 и 45 пм. В сво­бод­ном ви­де во всех аг­ре­гат­ных со­стоя­ни­ях су­ще­ст­ву­ет в ви­де двух­атом­ных мо­ле­кул Br₂. Дис­со­циа­ция мо­ле­кул на ато­мы в за­мет­ной сте­пе­ни на­чи­на­ет­ся при темп-ре вы­ше 800 °C.

При обыч­ных ус­ло­ви­ях Б. – тя­жё­лая (при 25 °C плот­ность 3105,5 кг/м³) тём­но-бу­рая жид­кость с рез­ким за­па­хом; $t_{пл}$ –7,25 °C, $t_{кип}$ 59,2 °C. В во­де ма­ло­рас­тво­рим (при 20 °C ок. 3,5% по мас­се $\ce{Br2}$), рас­твор Б. в во­де – бром­ная во­да. Б. хо­ро­шо рас­тво­рим во мн. ор­га­нич. рас­тво­ри­те­лях. Стан­дарт­ный элек­трод­ный по­тен­ци­ал па­ры $\ce{Br2 / Br^-}$ в вод­ном рас­тво­ре +1,065 В.

Б. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся вы­со­кой хи­мич. ак­тив­но­стью, при ком­нат­ной темп-ре ак­тив­но, с вы­де­ле­ни­ем боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ло­ты, реа­ги­ру­ет со мно­ги­ми ме­тал­ла­ми и не­ме­тал­ла­ми. При ре­ак­ци­ях с ме­тал­ла­ми об­ра­зу­ют­ся со­ле­об­раз­ные ве­ще­ст­ва – бро­ми­ды, в ко­то­рых Б. про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния –1 (напр., бро­мид ка­лия $\ce{KBr}$, бро­мид маг­ния $\ce{MgBr2}$, бро­мид алю­ми­ния $\ce{AlBr3}$). Б. не реа­ги­ру­ет с се­реб­ром, свин­цом и пла­ти­ной; бро­ми­ды этих ме­тал­лов по­лу­ча­ют кос­вен­ным пу­тём. Боль­шин­ст­во бро­ми­дов ме­тал­лов хо­ро­шо рас­тво­ри­мы в во­де, блед­но-жёл­тый бро­мид се­реб­ра $\ce{AgBr}$ не­рас­тво­рим. С не­ме­тал­ла­ми Б. реа­ги­ру­ет при ком­нат­ной темп-ре или при на­гре­ва­нии. Напр., взаи­мо­дей­ст­вие па­ров Б. с во­до­ро­дом при на­гре­ва­нии при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию бро­мо­во­до­ро­да $\ce{HBr}$. Не­по­сред­ст­вен­но Б. не взаи­мо­дей­ст­ву­ет с уг­ле­ро­дом, ки­сло­ро­дом, азо­том и бла­го­род­ны­ми га­за­ми. Со мно­ги­ми ор­га­нич. со­еди­не­ния­ми Б. всту­па­ет в ре­ак­ции за­ме­ще­ния (напр., с бен­зо­лом) или при­сое­ди­не­ния по крат­ным свя­зям (напр., c эти­ле­ном или аце­ти­ле­ном). По хи­мич. ак­тив­но­сти Б. не­мно­го ус­ту­па­ет хло­ру, но пре­вос­хо­дит иод. Так, хлор вы­тес­ня­ет бром из рас­тво­ров его со­лей (напр., $\ce{2KBr  +  Cl2 = 2KCl + Br2}$), но бром спо­со­бен вы­тес­нять иод ($\ce{Br2 + 2KI = 2KBr + I2}$). Со­еди­не­ния, в ко­то­рых Б. про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния +5, – бро­ма­ты. Так, при ре­ак­ци­ях Б. с рас­тво­ра­ми ще­ло­чей или кар­бо­на­тов ще­лоч­ных ме­тал­лов обыч­но об­ра­зу­ет­ся смесь бро­ми­да и бро­ма­та (напр., бро­ми­да на­трия $\ce{NaBr}$ и бро­ма­та на­трия $\ce{NaBrO3}$). При взаи­мо­дей­ст­вии Б. со ще­ло­ча­ми на хо­ло­ду об­ра­зу­ют­ся ги­по­броми­ты (напр., $\ce{NaBrO}$) – со­ли не­ста­биль­ной бром­но­ва­ти­стой ки­сло­ты $\ce{HBrO}$, ко­то­рые при на­гре­ва­нии и при $\ce{pH < 9}$ пре­вра­ща­ют­ся в бро­ма­ты. Б. – силь­ный окис­ли­тель; в ще­лоч­ной сре­де бром мо­жет окис­лить со­еди­не­ния хро­ма(III) до хро­ма(VI): $\ce{2K[Cr(OH)4] + 3Br2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O}$.

Б. в мик­ро­ко­ли­че­ст­вах со­дер­жит­ся в тка­нях жи­вот­ных (ок. 1·10^–4%) и рас­те­ний (ок. 1·10^–4%). Бро­мид-ио­ны $\ce{Br^-}$ уси­ли­ва­ют про­цес­сы тор­мо­же­ния в ко­ре го­лов­но­го моз­га, по­это­му вод­ный рас­твор бро­ми­да ка­лия или на­трия при­ме­ня­ют как ус­по­ко­и­тель­ное сред­ст­во.

Получение

Б. вы­де­ля­ют из мор­ской во­ды, ра­пы со­ля­ных озёр, от­хо­дов ка­лий­но­го про­из-ва и пр. пу­тём окис­ле­ния бро­ми­дов хло­ром и по­сле­дую­щей от­гон­ки $\ce{Br2}$ с во­дя­ным па­ром или воз­ду­хом. Па­ры $\ce{Br2}$ от­де­ля­ют от во­ды и при­ме­сей рек­ти­фи­ка­ци­ей, из бро­мо­воз­душ­ной сме­си – пу­тём по­гло­ще­ния $\ce{Br2}$ рас­тво­ром бро­ми­да же­ле­за(II).

Применение

Б. в осн. при­ме­ня­ют для по­лу­че­ния бром­со­дер­жа­щих не­ор­га­нич. ($\ce{NaBr, KBr, HBr}$ и пр.) и ор­га­нич. (гл. обр. мо­но- и диб­ро­мэ­та­на, ис­поль­зуе­мых в ка­че­ст­ве при­са­док к то­п­ли­ву и пр.) со­еди­не­ний, ши­ро­ко при­ме­няе­мо­го в фо­то­гра­фии бро­ми­да се­реб­ра $\ce{AgBr}$, при син­те­зе ря­да ор­га­нич. кра­си­те­лей и ле­кар­ст­вен­ных пре­па­ра­тов.

Б. ток­си­чен. Па­ры Б. раз­дра­жа­ют сли­зи­стые обо­лоч­ки, вы­зы­ва­ют уду­шье, спаз­мы и за­бо­ле­ва­ния верх­них ды­ха­тель­ных пу­тей, го­ло­во­кру­же­ние и пр.; жид­кий Б. вы­зы­ва­ет ожо­ги ко­жи, дер­ма­ти­ты.