Мінімальная і максімальная ступень акіслення брому. Хімічныя ўласцівасці брому

Сярод усіх хімічных элементаў-неметаллов ёсць асаблівы шэраг - галагены. Гэтыя атамы атрымалі сваю назву за асаблівыя ўласцівасці, якія яны праяўляюць у хімічных узаемадзеяннях. Да іх адносяцца:

• ёд;
• хлор;
• бром;
• фтор.

Хлор і фтор - гэта атрутныя газы, якія валодаюць моцнай акісляльнай здольнасцю. Ёд пры нармальных умовах уяўляе сабой крышталічнае рэчыва цёмна-фіялетавага колеру з выяўленым металічным бляскам. Праяўляе ўласцівасці аднаўляльніка. А як выглядае чацвёрты галаген? Якія ўласцівасці брому, якiя ўтвараюцца ім злучэнні і характарыстыкі як элемента, і як простага рэчывы? Паспрабуем разабрацца.

Бром: агульная характарыстыка элемента

Як часціца перыядычнай сістэмы, бром займае вочка пад парадкавым нумарам 35. Адпаведна, у складзе яго ядра 35 пратонаў, а электронная абалонка месціць такое ж колькасць электронаў. Канфігурацыя вонкавага пласта: 4s ² p ^5.

Размяшчаецца ў VII групе, галоўнай падгрупе, уваходзіць у склад галагенаў - асобай па ўласцівасцях групы хімічных элементаў. Усяго вядома каля 28 розных ізатопных разнавіднасцяў дадзенага атама. Масавыя колькасці вар'іруюцца ад 67 да 94. Ўстойлівых і стабільных, а таксама пераважных па адсоткавых зместу ў прыродзе вядома два:

• бром ⁷⁹ - яго 51%;
• бром ⁸¹ - яго 49%.
  

Сярэдняя атамная маса элемента роўная 79,904 адзінкі. Ступень акіслення брому вар'іруецца ад -1 да +7. Праяўляе моцныя акісляльныя ўласцівасці, аднак саступае ў іх хлору і фтору, пераўзыходзячы ёд.

Гісторыя адкрыцця

Адкрыты дадзены элемент быў пазней сваіх калегаў па падгрупе. Да таго моманту ўжо было вядома пра хлору і ёдзе. Хто ж гэта зрабіў адкрыццё? Можна назваць адразу тры імя, бо менавіта столькі вучоных практычна адначасова здолелі сінтэзаваць новы элемент, які апынуўся пасля разглядаемых атамам. Гэтыя імёны:

• Антуан Жэром Балар.
• Карл Левиг.
• Юстус Либих.

Аднак афіцыйным "бацькам" лічыцца менавіта Балар, так як ён першым не толькі атрымаў і апісаў, але і адправіў на навуковую канферэнцыю хімікаў новае рэчыва, якое ўяўляе сабой нязведаны элемент.

Антуан Балар займаўся даследаваннем складу марской солі. Праводзячы над ёй шматлікія хімічныя досведы, ён у адзін з дзён прапускаў праз раствор хлор і ўбачыў, што утвараецца нейкае жоўтае злучэнне. Прыняўшы гэта за прадукт ўзаемадзеяння хлору і ёду ў растворы, ён стаў далей даследаваць атрыманы прадукт. Падвергнуў наступным апрацовак:

• ўздзейнічаў эфірам;
• вымачыць у гідраксід калія ;
• апрацаваў пиролюзитом;
• вытрымаў у сернокіслой асяроддзі.

У выніку ён атрымаў лятучую буравата-чырвоную вадкасць з непрыемным пахам. Гэта і быў бром. Затым ён правёў дбайнае даследаванне фізічных і хімічных характарыстык гэтага рэчыва. Пасля адправіў даклад аб ім, апісаў ўласцівасці брому. Назва, якое Балар даў элементу, было мурид, аднак яно не прыжылося.

Сённяшняе агульнапрынятае імя гэтага атама бром, што ў перакладзе з латыні азначае "смярдзючы", "смуродны". Гэта цалкам пацвярджаецца ўласцівасцямі яго простага рэчывы. Год адкрыцця элемента - 1825.

Магчымыя ступені акіслення брому

Такіх можна назваць некалькі. Бо, дзякуючы сваёй электроннай канфігурацыі, бром можа праяўляць як акісляльныя, так і аднаўленчыя ўласцівасці, з відавочным перавагай першых. Усяго можна вылучыць пяць магчымых варыянтаў:

• -1 - ніжэйшая ступень акіслення брому;
• +1;
• +2;
• +3;
• +5;
• +7.

У прыродзе сустракаюцца толькі тыя злучэнні, у складзе якіх элемент у адмоўным значэнні. +7 - максімальная ступень акіслення брому. Яе ён праяўляе ў складзе бромная кіслаты HBrO ₄ і яе соляў брамат (NaBrO _4). Наогул дадзеная ступень акіслення брому сустракаецца вельмі рэдка, гэтак жа як і +2. А вось злучэння з -1; +3 і +5 - вельмі распаўсюджаныя і маюць значэнне не толькі ў хімічнай прамысловасці, але і ў медыцыне, тэхніцы і іншых галінах гаспадаркі.

Бром як простае рэчыва

Пры звычайных умовах разгляданы элемент ўяўляе сабой двухатомные малекулу, аднак зьяўляецца ня газам, а вадкасцю. Вельмі атрутнай, дымяшчай на паветры і выдаў вельмі непрыемны пах. Нават пары ў нізкай канцэнтрацыі здольныя выклікаць апёкі на скуры і раздражненне слізістых абалонак цела. Калі ж перавысіць дапушчальную норму, то, магчыма, удушша і смерць.

Хімічная формула дадзенай вадкасці - Br _2. Відавочна, што сімвал утвораны ад грэцкага назвы элемента - bromos. Сувязь паміж атамамі адзінарная, кавалентная непалярная. Радыус атама адносна вялікі, таму бром ўступае ў рэакцыі досыць лёгка. Гэта дазваляе шырока выкарыстоўваць яго ў хімічных сінтэз, часта як рэактыў на якаснае вызначэнне арганічных злучэнняў.

У выглядзе простага рэчыва ў прыродзе не сустракаецца, так як лёгка знікае ў выглядзе чырванавата-бурага дыму, які валодае раз'ядаюць дзеяннем. Толькі ў форме розных шматкампанентных сістэм. Ступень акіслення брому ў злучэннях рознага роду залежыць ад таго, з якім менавіта элементам ідзе рэакцыя, гэта значыць з якім рэчывам.

фізічныя ўласцівасці

Дадзеныя характарыстыкі можна выказаць некалькімі пунктамі.

1. Растваральнасць у вадзе - сярэдняя, але лепш, чым у іншых галагенаў. Насычаны раствор называюць бромная вадой, яна мае чырванавата-буры колер.
2. Тэмпература кіпення вадкасці - 59,2 ⁰ С.
3. Тэмпература плаўлення -7,25 ⁰ С.
4. Пах - рэзкі, непрыемны, задушлівы.
5. Колер - светла-буры.
6. Агрэгатны стан простага рэчывы - цяжкая (з высокай шчыльнасцю), густая вадкасць.
7. Электраадмо па шкале Поллинга - 2,8.

Дадзеныя характарыстыкі адбіваюцца на спосабах атрымання дадзенага злучэння, а так жа накладаюць абавязацельствы для захавання крайняй асцярожнасці пры працы з ім.

Хімічныя ўласцівасці брому

З пункту гледжання хіміі, бром паводзіць сябе дваяк. Праяўляе і акісляльныя, і аднаўленчыя ўласцівасці. Як і ўсе іншыя элементы, прымаць электроны ён здольны ад металаў і менш Электраадмо неметаллов. Адраджэнцам ж ён з'яўляецца з моцнымі акісляльнікамі, такімі як:

• кісларод;
• фтор;
• хлор;
• некаторыя кіслаты.

Натуральна, што і ступень акіслення брому пры гэтым вар'іруецца ад -1 да +7. З чым жа пэўна здольны ўступаць у рэакцыі разгляданы элемент?

1. З вадой - у выніку ўтворыцца сумесь кіслот (бромоводородная і бромноватистая).
2. З рознымі ёдыд, так як бром здольны выцясняць ёд з яго соляў.
3. З усімі неметаламі наўпрост, акрамя кіслароду, вугляроду, азоту і высакародных газаў.
4. Амаль з усімі металамі як моцны акісляльнік. З многімі рэчывамі нават з ўзгараньне.
5. У рэакцыях ОВР бром часта садзейнічае акісленню злучэнняў. Напрыклад, сера і сульфиты ператвараюцца ў сульфат-іоны, ёдыду ў ёд, як простае рэчыва.
6. З шчолачамі з утварэннем браміду, брамат або гипоброматов.

Асаблівае значэнне маюць хімічныя ўласцівасці брому, калі ён уваходзіць у склад кіслот і соляў, ім адукаваных. У гэтым выглядзе вельмі моцныя яго ўласцівасці, як акісляльніка. Значна ярчэй выяўленыя, чым у простага рэчывы.

атрыманне

Тое, што разгляданая намі рэчыва важнае і значнае з пункту гледжання хіміі, пацвярджае факт яго штогадовай здабычы ў колькасці 550 тысяч тон. Краіны-лідэры па гэтых паказчыках:

• ЗША.
• Кітай.
• Ізраіль.

Прамысловы спосаб здабычы вольнага брому заснаваны на апрацоўцы саляных раствораў азёр, свідравін, мораў. З іх вылучаецца соль патрэбнага элемента, якая перакладаецца ў падкісленай форму. Яе прапускаюць праз магутны струмень паветра або вадзянога пару. Такім чынам, фармуецца газападобны бром. Затым апрацоўваюць яго кальцыніраванай содай і атрымліваюць сумесь натрыевых соляў - браміду і брамат. Іх растворы подкисляют і на выхадзе маюць вольны вадкае рэчыва.

Лабараторныя спосабы сінтэзу заснаваныя на выцясненні брому з яго соляў хлорам, як больш моцным галагенавыя.

Знаходжанне ў прыродзе

У чыстым выглядзе разгляданая намі рэчыва ў прыродзе не сустракаецца, так як гэта дымячая на паветры легколетучая вадкасць. У асноўным ўваходзіць у склад злучэнняў, у якіх праяўляецца мінімальная ступень акіслення брому -1. Гэта солі бромоводородной кіслаты - браміду. Вельмі шмат гэтага элемента суправаджае прыродныя солі хлору - Сільвініт, карналлиты і іншыя.

Мінералы самага брому былі адкрыты пазней, чым ён сам. Самых распаўсюджаных з іх тры:

• эмбалію - сумесь хлору і брому з срэбрам;
• бромаргинит;
• бромсильвинит - сумесь калія, магнію і брому са звязанай вадой (кристаллогидрат).

Таксама дадзены элемент ўваходзіць абавязкова ў склад жывых арганізмаў. Яго недахоп прыводзіць да ўзнікнення розных захворванняў нервовай сістэмы, расстройстваў, парушэння сну і пагаршэння памяці. У больш горшых выпадках пагражае бясплоддзем. Рыбы, марскія насельнікі здольныя назапашваць бром ў значных колькасцях у выглядзе соляў.

У зямной кары масавае ўтрыманне яго дасягае 0,0021%. Шмат ўтрымлівае марская вада і ў цэлым гідрасфера Зямлі.

Злучэння брому з ніжэйшай ступенню акіслення

Якая ступень акіслення ў брому ў яго злучэннях з металамі і вадародам? Самая найнізкая, якая магчымая для дадзенага элемента - мінус адзін. Менавіта гэтыя злучэнні і ўяўляюць самы вялікі практычны цікавасць для чалавека.

1. HBr - бромоводород (газ), або бромоводородная кіслата. У газападобным агрэгатным стане не мае колеру, аднак вельмі рэзка і непрыемна пахне, моцна дыміць. Валодае раз'ядаюць дзеяннем на слізістыя абалонкі цела. Добра раствараецца ў вадзе, фарміруючы кіслату. Яна, у сваю чаргу, адносіцца да моцных электралітаў, з'яўляецца добрым адраджэнцам. Лёгка пераходзіць у свабодны бром пры дзеянні сернай, азотнай кіслот і кіслароду. Прамысловае значэнне мае як крыніца браміду-іёна для адукацыі соляў з катыёнамі металаў.
2. Браміду - солі вышэйпаказанай кіслаты, у якіх ступень акіслення брому гэтак жа роўная -1. Практычны цікавасць уяўляюць: LiBr і KBr.
3. Злучэння арганічнай прыроды, якія змяшчаюць браміду-іён.

Злучэння з вышэйшай ступенню акіслення

Да такіх адносіцца некалькі асноўных рэчываў. Ступень акіслення вышэйшая брому роўная +7, значыць у гэтых злучэннях ён як раз яе і павінен праяўляць.

1. Бромная кіслата - HBrO _4. Самая моцная з усіх вядомых для дадзенага элемента кіслот, аднак пры гэтым і самая ўстойлівая да нападаў моцных аднаўляльнікаў. Гэта тлумачыцца асаблівым геаметрычным будынкам малекулы, якая ў прасторы мае форму тэтраэдра.
2. Перброматы - солі вышэй пазначанай кіслаты. Для іх гэтак жа характэрная максімальная ступень акіслення брому. Яны з'яўляюцца моцнымі акісляльнікамі, дзякуючы чаму і знаходзяць прымяненне ў хімічнай прамысловасці. Прыклады: NaBrO _4, KBrO _4.

Прымяненне брому і яго злучэнняў

Можна пазначыць некалькі абласцей, у якіх бром і яго злучэння знаходзяць непасрэднае прымяненне.

1. Вытворчасць фарбавальнікаў.
2. Для вырабу фотаматэрыялаў.
3. У якасці лекавых сродкаў у медыцыне (солі брому).
4. У аўтамабільнай прамысловасці, а менавіта як дадатак у бензіны.
5. Выкарыстоўваюць як насычэнне для паніжэння ўзроўню ўзгаральнасць некаторых арганічных матэрыялаў.
6. Пры вырабе буравых раствораў.
7. У сельскай гаспадарцы пры вырабе ахоўных ад насякомых апырсквальнікаў.
8. У якасці дэзінфектара і обеззараживателя, у тым ліку, для вады.

Біялагічнае дзеянне на арганізм

Як лішак, так і недахоп брому ў арганізме маюць вельмі непрыемныя наступствы.

Яшчэ Паўлаў першым вызначыў ўплыў гэтага элемента на жывых істот. Досведы на жывёл даказалі, што доўгі недаатрыманне іёнаў брому прыводзіць да:

• парушэння працы нервовай сістэмы;
• засмучэння палавой функцыі;
• выкідкаў і бясплоддзя;
• памяншэння росту;
• зніжэння ўзроўню гемаглабіну;
• бессані і гэтак далей.

Залішняе назапашванне ў органах і тканінах прыводзіць да падаўленьня працы галаўнога і спіннога мозгу, розным вонкавым захворванняў скуры.