БРОМ: ИСТОРИЈА, СТРУКТУРА, КОНФИГУРАЦИЈА ЕЛЕКТРОНА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Бром је неметалних елемент који припада групи халогена, Група 17 (ВИИа) периодног система. Његова хемијска симбол је Бр. Изгледа као двоатомски молекул, чије атоми су везани ковалентне везе, због чега је додељен молекулску формулу Бр ₂ .

За разлику од флуора и хлора, бром у земаљским условима није гас већ црвенкасто смеђа течност (слика доле). Пуши се и заједно са живом, једини су течни елементи. Испод њега јод, иако појачава своју боју и постаје љубичаст, може кристализирати у испарљиву чврсту супстанцу.

Бочица са чистим течним бромом. Извор: Хи-Рес слике хемијских елемената

Бром је 1825. године самостално открио Царл Ловиг, који је студирао под режијом немачког хемичара Леополда Гмелина; а 1826. године француски хемичар Антоине-Јероме Балард. Међутим, објављивање експерименталних резултата Баларда претходило је Ловиг-овим.

Бром је 62. најбогатији елемент на Земљи, распоређен у ниским концентрацијама широм земљине коре. У мору је просечна концентрација 65 ппм. Људско тело садржи 0,0004% брома, његова функција није коначно позната.

Овај елемент се комерцијално користи у сланици или на местима која су, због посебних услова, места високе концентрације соли; на пример, Мртво море у које се конвертују воде суседних територија, засићено сољу.

То је корозиван елемент који може да напада метале, попут платине и паладија. Растворен у води, бром такође може извршити своје корозивно деловање на људска ткива, погоршавајући ситуацију јер се може створити бромоводична киселина. С обзиром на токсичност, може да проузрокује значајна оштећења органа, као што су јетра, бубрези, плућа и желудац.

Бром је веома штетан у атмосфери, 40-100 пута је разорнији за озонски омотач од хлора. Половина губитка озонског омотача на Антарктици настаје реакцијама на бромометил, једињење које се користи као фумигант.

Има бројне намене, као што су: средство за противпожарно средство, средство за избељивање, површинско дезинфекцијско средство, адитив за гориво, интермедијар у производњи седатива, у производњи органских хемикалија, итд.

Историја

Дело Царла Ловига

Бром су открили независно и готово истовремено Карл Јацоб Ловиг, немачки хемичар 1825. године, и Антоине Балард, француски хемичар 1826. године.

Царл Ловиг, ученик немачког хемичара Леополда Гмелина, сакупио је воду из извора у Бад Креузнацху и додао хлор; Након додавања етра, течна смеша је мешана.

Затим се етер дестилира и концентрише испаравањем. Као резултат тога, добио је црвенкасто смеђу супстанцу, који је био бром.

Антоине Балард

Са своје стране Балард је користио пепео од смеђих алги познатих као фуцус и помешао их са сланим раствором, издвојеним из соли у Монтпеллиеру. Тако је издао бром, пролазећи хлор кроз водену материјал подвргава екстракцији, у којој магнезијум бромид, МгБр ₂ , присуствовао .

Након тога, материјал је дестиловао у присуству мангановог диоксида и сумпорне киселине, стварајући црвене паре које су се кондензовале у тамну течност. Балард је сматрао да је то нови елемент и назвао га је муриде, изведеном од латинске речи муриа, којом је слана означена.

Извештава се да је Балард променио име из муриде у броме на предлог Англаде или Гаи-Луссаца, на основу чињенице да броме значи грешка, што дефинише мирис откривеног елемента.

Резултате је Белард објавио у Анналес оф Цхемие и Пхисикуе, пре него што је Ловиг објавио своје.

Тек од 1858. године бром је могао произвести у значајним количинама; У години када су откривена и експлоатирана налазишта соли у Стассфурту, добивао је бром као нуспроизвод калијевог талога.

Структура и електронска конфигурација брома

Молецуле

Бр2 молекул. Извор: Бењах-бмм27.

Горња слика приказује молекул брома, Бр ₂ , са компактним узорком пуњења. У ствари, постоји једна ковалентна веза између два атома брома, Бр-Бр.

Будући да је хомоген и дијатомејски молекул, недостаје му стални диполни момент и може комуницирати са другима исте врсте само помоћу лондонских дисперзијских сила.

То је разлог зашто његова црвенкаста течност дими; ин Бр ₂ молекуле , иако релативно тешка, њихове интермолекуларне силе их држи лабаво заједно.

Бром је мање електронегативан од хлора и зато има мање атрактиван ефекат на електроне у валентној љусци. Као резултат тога, потребно је мање енергије за путовање вишим нивоима енергије, апсорбујући зелене фотоне и рефлектујући црвенкасту боју.

Кристали

Бромна кристална структура. Извор: Бен Миллс.

У фази гаса, Бр ₂ молекули раздвајају значајно све док постоје ефикасни интеракције између њих. Међутим, испод тачке топљења, бром може да се смрзне у црвенкасте орторомбичне кристале (горња слика).

Обратите пажњу на то како су молекули Бр ₂ распоређени на такав начин да изгледају као "бромови црви". Овде, и на овим температурама (Т <-7.2 ° Ц), дисперзионе силе су довољне да вибрације молекула не одмах сруше кристал; али ипак, неколико њих ће се стално сублимирати.

Валентни слој и оксидациона стања

Конфигурација електрона брома је:

3д ¹⁰ 4с ² 4п ⁵

Будући да је 3Д ¹⁰ 4с ² 4п ⁵ његова валентна љуска (иако 3д ¹⁰ орбитала не игра водећу улогу у својим хемијским реакцијама). Електрони у 4с и 4п орбитали су најудаљенији, укупно 7, само један електрон од завршетка октета валенције.

Из ове конфигурације могу се закључити могућа оксидациона стања за бром: -1, ако добије електрон који ће бити изоелектронски до криптона; +1, остављајући 3д ¹⁰ 4с ² 4п ⁴ ; +3, +4 и +5, губећи све електроне из 4п орбитале (3д ¹⁰ 4с ² 4п ⁰ ); и +7, не остављајући електроне у 4с орбитали (3д ¹⁰ 4с ⁰ 4п ⁰ ).

Својства

Физичка присутност

Тамно црвенкастосмеђа течна текућина. У природи се налази као дијатомска молекула, при чему су атоми повезани ковалентном везом. Бром је течнији од воде и у њему тоне.

Атомска маса

79.904 г / мол.

Атомски број

35.

Мирис

Пухав, угушујући и надражујући дим.

Тачка топљења

-7.2 ° Ц

Тачка кључања

58.8 ° Ц.

Густина (Бр

3.1028 г / цм ³

Растворљивост у води

33,6 г / Л на 25 ° Ц. Растворљивост брома у води је ниска и повећава се са смањењем температуре; понашања слична онима других гасова.

Растворљивости

Слободно растворљив у алкохолу, етру, хлороформу, тетрахлориду угљенику, угљен дисулфиду и концентрованој хлороводоничној киселини. Растворљив је у неполарним и неким поларним растварачима као што су алкохол, сумпорна киселина и у многим халогенираним растварачима.

Трострука тачка

265,9 К при 5,8 кПа.

Критична тачка

588 К при 10,34 МПа.

Топлина фузије (Бр

10.571 кЈ / мол.

Топлина испаравања (Бр

29,96 кЈ / мол.

Моларни топлотни капацитет (Бр

75,69 кЈ / мол.

Притисак паре

При температури од 270 К, 10 кПа.

Температура самопаљења

Није запаљиво.

тачка паљења

113 ° Ц.

Температура складиштења

Од 2 до 8 ° Ц.

Површински напон

40,9 мН / м на 25 ° Ц.

Праг мириса

0,05 - 3,5 ппм. 0,39 мг / м ³

Индекс лома (ηД)

1.6083 на 20 ° Ц и 1.6478 на 25 ° Ц.

Електронегативност

2,96 по Паулинг-овој скали.

Енергија јонизације

- Први ниво: 1,139,9 кЈ / мол.

- Други ниво: 2,103 кЈ / мол.

- Трећи ниво: 3.470 кЈ / мол.

Атомски радио

120 пм.

Ковалентни радијус

120.3 пм.

Ван дер Ваалс радио

185 пм.

Реактивност

Мање је реактиван од хлора, али више реактиван од јода. Оксидант је мање јак од хлора и јачи од јода. Такође је слабије редукционо средство од јода, али јаче од хлора.

Паре хлора веома корозирају многе материјале и људска ткива. Напада многе металне елементе, укључујући платину и паладиј; али не напада олово, никл, магнезијум, гвожђе, цинк и натријум испод 300 ° Ц.

Бром у води претрпи промене и претвара се у бромид. Такође може постојати као Бромате (бро ₃ ^- ), у зависности од пХ вредности течности.

Због свог оксидирајућег деловања, бром може индуковати ослобађање радикала без кисеоника. То су јаки оксиданти и могу изазвати оштећење ткива. Такође, бром се може спонтано запалити ако се комбинује са калијумом, фосфором или коситром.

Апликације

Адитив за бензин

За уклањање потенцијалних талога олова из аутомобилских мотора коришћен је етилен-дибромид. После сагоревања бензина, који је користио олово као адитив, бром комбинован са оловом ствара оловни бромид, испарљиви гас који се избацује кроз излазну цев.

Иако је бром уклањао олово из бензина, његово разорно дејство на озонски омотач било је веома моћно, због чега је одбачен због ове примене.

Пестициди

Метилен или бромометил бромид коришћен је као пестицид за пречишћавање тла, нарочито за елиминацију паразитских нематода, попут мошта.

Међутим, употреба већине једињења која садрже бром је одбачена због деструктивног деловања на озонски омотач.

Контрола емисије живе

Бром се користи у неким постројењима за смањење емисије живе, врло токсичног метала.

Фотографија

Сребрни бромид, поред јодида сребра и сребро-хлорида, користи се као једињење осетљиво на светлост у фотографским емулзијама.

Терапеутске акције

Калијум-бромид, као и литијум-бромид, коришћени су као општи седативи у 19. и почетком 20. века. Бромиди у облику једноставних соли још се увек користе у неким земљама као антиконвулзиви.

Међутим, ФДА Сједињених Држава данас не одобрава употребу брома за лечење било које болести.

На ватру

Бром се пламенима претвара у бромоводоничну киселину, која омета реакцију оксидације која настаје током пожара и узрокује његово гашење. Полимери који садрже бром користе се за израду смола отпорних на ватру.

Додаци јелима

Брашну су додани трагови калијум бромата за побољшање кувања.

Реагенси и хемијски интермедијери

Водоник бромид се користи као редукционо средство и катализатор органских реакција. Бром се користи као хемијски интермедијар у производњи лекова, хидрауличних течности, расхладних средстава, дехумидифиерс, као и у препаратима за ваљање косе.

Такође проналази употребу у производњи бушотинских течности, производа за дезинфекцију воде, средстава за бељење, површинских дезинфекцијских средстава, боја, адитива за гориво итд.

Биолошко деловање

Студија спроведена 2014. године показује да је бром неопходан кофактор за биосинтезу колагена ИВ, што бром чини битним елементом за развој животињског ткива. Међутим, не постоје информације о последицама дефицита елемената.

Где се налази

Бром се комерцијално извлачи из рудника соли и јама сланих рана пронађених у држави Аркансас и у Великом сланом језеру Утах, обе у Сједињеним Државама. Последњи слани раствор има концентрацију брома од 0,5%.

Да би се извукао бром, врући гасовити хлор се додаје у слани раствор да би се оксидирали бромидни јони у раствору, прикупљајући елементарни бром.

Мртво море на граници између Јордана и Израела је затворено море које је испод нивоа мора, због чега има веома високу концентрацију соли.

Бром и калиј се тамо добијају на комерцијалној основи испаравањем воде високе соли из Мртвог мора. У овом мору концентрација брома може достићи 5 г / Л.

Такође се налази у високим концентрацијама у неким врелима. На пример, броминит је минерал бромида сребра који се налази у Боливији и Мексику.

Ризици

Бром у течном стању корозира људско ткиво. Али највећа опасност за човека долази од испаравања брома и њиховог удисања.

Дисање у окружењу са концентрацијом брома од 11–23 мг / м ³ ствара снажне шокове. Концентрација од 30–60 мг / м ³ изузетно је штетна. У међувремену, концентрација од 200 мг може бити фатална.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Бром. ПубЦхем база података. ЦИД = 23968. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
3. Росс Рацхел. (8. фебруара 2017.). Чињенице о брому. Опоравак од: ливессциенце.цом
4. Википедиа. (2019). Борак. Опоравак од: ен.википедиа.орг
5. Леннтецх БВ (2019). Бром. Опоравак од: леннтецх.цом