Минимално и максимално степен на окисление на брома. Химични свойства на брома

Сред всички неметални химически елементи има специална серия - халогени. Тези атоми получават името си от специалните свойства, които проявяват при химически взаимодействия. Те включват:

• хлор;
• бром;
• флуор.

Хлорът и флуорът са отровни газове със силни окислителни свойства. При нормални условия йодът е кристално вещество с тъмно лилав цвят с подчертан метален блясък. Проявява свойствата на редуциращ агент. Как изглежда четвъртият халоген? Какви са свойствата на брома, съединенията, които образува и неговите характеристики като елемент и като просто вещество? Нека се опитаме да го разберем.

Бром: обща характеристика на елемента

Като частица бромът заема клетка с пореден номер 35. Съответно ядрото му съдържа 35 протона, а електронната обвивка съдържа същия брой електрони. Конфигурация на външния слой: 4s 2 p 5.

Намира се в VII група, основната подгрупа, и е част от халогените - група химични елементи със специални свойства. Общо са известни около 28 различни изотопни разновидности на даден атом. Масовите числа варират от 67 до 94. Има две известни стабилни и стабилни, както и преобладаващи в процентно съдържание в природата:

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

Средната атомна маса на елемента е 79,904 единици. Степента на окисление на брома варира от -1 до +7. Той проявява силни окислителни свойства, но е по-нисък от хлора и флуора, превъзхождащ йода.

История на откритието

Този елемент е открит по-късно от колегите си в подгрупата. По това време хлорът и йодът вече са били известни. Кой направи това откритие? Три имена могат да бъдат назовани наведнъж, тъй като толкова много учени успяха почти едновременно да синтезират нов елемент, който по-късно се оказа въпросният атом. Тези имена:

• Антоан Жером Балард.
• Карл Левиг.
• Юстус Либих.

Балар обаче се смята за официален „баща“, тъй като той беше първият, който не само получи и описа, но и изпрати на научна конференция на химиците ново вещество, което е неизвестен елемент.

Антоан Балард изследва състава на морската сол. След провеждането на множество тестове върху него, един ден той прекарва хлор през разтвора и вижда, че се образува някакво жълто съединение. Приемайки това като продукт от взаимодействието на хлор и йод в разтвор, той започва да изследва допълнително получения продукт. Подлага се на следните лечения:

• повлиян от етер;
• напоени с ;
• обработен с пиролузит;
• съхранявани в среда на сярна киселина.

В резултат на това той получи летлива кафяво-червена течност с неприятна миризма. Това беше бром. След това той провежда задълбочено изследване на физичните и химичните характеристики на това вещество. След това той изпрати доклад за това, описвайки свойствата на брома. Името, което Балар даде на елемента, беше мюрид, но не остана.

Днешното общоприето име за този атом е бром, което на латински означава „вонящ“, „вонящ“. Това се потвърждава напълно от свойствата на неговата проста субстанция. Годината на откриване на елемента е 1825 г.

Възможни степени на окисление на брома

Има няколко от тях. В действителност, благодарение на своите свойства, бромът може да проявява както окислителни, така и редуциращи свойства, с ясно преобладаване на първите. Има общо пет възможни варианта:

• -1 - най-ниската степен на окисление на брома;

В природата се срещат само тези съединения, които съдържат елемента в отрицателна стойност. +7 е максималното ниво на окисление на брома. Проявява се в състава на бромната киселина HBrO 4 и нейните броматни соли (NaBrO 4). Като цяло това състояние на окисление на брома е изключително рядко, точно като +2. Но връзки с -1; +3 и +5 са много често срещани и са важни не само в химическата промишленост, но и в медицината, технологиите и други сектори на икономиката.

Бромът като просто вещество

При нормални условия въпросният елемент е двуатомна молекула, но не е газ, а течност. Силно отровен, дими във въздуха и излъчва изключително неприятна миризма. Дори ниски концентрации на пари могат да причинят изгаряния на кожата и дразнене на лигавиците на тялото. Ако превишите допустимата граница, тогава е възможно задушаване и смърт.

Химическата формула на тази течност е Br 2. Очевидно символът произлиза от гръцкото име на елемента - bromos. Връзката между атомите е единична, ковалентна, неполярна. Атомният радиус е относително голям, така че бромът реагира доста лесно. Това му позволява да се използва широко в химически синтези, често като реагент за качествено определяне на органични съединения.

В природата не се среща като просто вещество, тъй като лесно се изпарява под формата на червеникаво-кафяв дим, който има разяждащ ефект. Само под формата на различни многокомпонентни системи. Степента на окисление на брома в различни видове съединения зависи от това с кой елемент протича реакцията, т.е. с кое вещество.

Физични свойства

Тези характеристики могат да бъдат изразени в няколко точки.

1. Разтворимостта във вода е средна, но по-добра от другите халогени. Наситеният разтвор се нарича бромна вода и има червеникаво-кафяв цвят.
2. Точката на кипене на течността е +59,2 0 С.
3. Точка на топене -7,25 0 С.
4. Миризмата е остра, неприятна, задушлива.
5. Цвят - червеникаво-кафяв.
6. Агрегатното състояние на просто вещество е тежка (с висока плътност), гъста течност.
7. Електроотрицателността по скалата на Полинг е 2,8.

Тези характеристики влияят върху методите за получаване на това съединение и също така налагат задължения за изключително внимание при работа с него.

Химични свойства на брома

От химическа гледна точка, бромът се държи по два начина. Проявява както окислителни, така и редуциращи свойства. Както всички други елементи, той е способен да приема електрони от метали и по-малко електроотрицателни неметали. Той е редуциращ агент със силни окислители, като:

• кислород;
• флуор;
• хлор;
• някои киселини.

Естествено степента на окисление на брома също варира от -1 до +7. С какво точно може да реагира въпросният елемент?

1. С водата резултатът е смес от киселини (бромоводородна и бромоводородна).
2. С различни йодиди, тъй като бромът е в състояние да измести йода от неговите соли.
3. С всички неметали директно, с изключение на кислород, въглерод, азот и благородни газове.
4. С почти всички метали като силен окислител. С много вещества дори запалими.
5. В ORR реакциите бромът често насърчава окисляването на съединенията. Например сярата и сулфитите се превръщат в сулфатни йони, йодидите в йод като просто вещество.
6. С алкали за образуване на бромиди, бромати или хипобромати.

Химичните свойства на брома са от особено значение, когато той е част от образуваните от него киселини и соли. В тази форма неговите свойства като окислител са много силни. Много по-изразено от това на обикновено вещество.

Касова бележка

Фактът, че веществото, което разглеждаме, е важно и значимо от химическа гледна точка, се потвърждава от факта на годишното му производство в размер на 550 хиляди тона. Водещи страни по тези показатели:

• Китай.
• Израел.

Промишленият метод за извличане на свободен бром се основава на обработка на солени разтвори на езера, кладенци и морета. От тях се изолира солта на желания елемент, която се превръща в подкислена форма. Прекарва се през мощен поток от въздух или водна пара. Така се образува бромен газ. След това се преработва и се получава смес от натриеви соли - бромиди и бромати. Техните разтвори се подкиселяват и излизат със свободно течно вещество.

Лабораторните методи за синтез се основават на изместването на брома от неговите соли с хлор, като по-силен халоген.

Да бъдеш сред природата

Веществото, което разглеждаме, не се среща в природата в чиста форма, тъй като е силно летлива течност, която дими във въздуха. Включва се главно в съединения, в които минималната степен на окисление на брома е -1. Това са соли - бромиди. Голяма част от този елемент съпътства естествените хлорни соли - силвит, карналит и др.

Минералите на самия бром са открити по-късно от самия него. Трите най-често срещани от тях са:

• емболит - смес от хлор и бром със сребро;
• бромаргинит;
• бромозилвинит - смес от калий, магнезий и бром със свързана вода (кристален хидрат).

Също така този елемент е задължително включен в състава на живите организми. Недостигът му води до различни заболявания на нервната система, разстройства, нарушения на съня и паметта. В по-лоши случаи това заплашва безплодие. Рибите са способни да натрупват бром в значителни количества под формата на соли.

В земната кора масовото му съдържание достига 0,0021%. Морската вода и хидросферата на Земята като цяло съдържат много.

Бромни съединения с най-ниска степен на окисление

Какво е степента на окисление на брома в съединенията му с метали и водород? Най-малката възможна за даден елемент е минус едно. Именно тези съединения са от най-голям практически интерес за хората.

1. HBr - бромоводород (газ) или бромоводородна киселина. В газообразно агрегатно състояние няма цвят, но има много силна и неприятна миризма и силно пуши. Има разяждащ ефект върху лигавиците на тялото. Разтваря се добре във вода, образувайки киселина. Тя от своя страна е добър реставратор. Лесно се превръща в свободен бром под действието на сярна, азотна киселина и кислород. Той е от индустриално значение като източник на бромидни йони за образуване на соли с метални катиони.
2. Бромидите са соли на горната киселина, в които степента на окисление на брома също е равна на -1. Практически интерес представляват: LiBr и KBr.
3. Органични съединения, съдържащи бромиден йон.

Съединения с най-висока степен на окисление

Те включват няколко основни вещества. Най-високата степен на окисление на брома е +7, което означава, че в тези съединения той трябва да проявява точно това.

1. Бромна киселина - HBrO 4. Най-силната от всички киселини, известни за този елемент, но също така е и най-устойчива на атаки от силни редуциращи агенти. Това се обяснява със специалната геометрична структура на молекулата, която в космоса има формата на тетраедър.
2. Перброматите са соли над определената киселина. Те се характеризират и с максимална степен на окисление на брома. Те са силни окислители, поради което намират приложение в химическата промишленост. Примери: NaBrO 4, KBrO 4.

Приложение на брома и неговите съединения

Могат да бъдат идентифицирани няколко области, в които бромът и неговите съединения намират пряко приложение.

1. Производство на багрила.
2. За производство на фотоматериали.
3. Като лекарства в медицината (бромни соли).
4. В автомобилната индустрия, а именно като добавка в бензина.
5. Използва се като импрегнация за намаляване на нивото на запалимост на някои органични материали.
6. При производството на сондажни течности.
7. В селското стопанство при производството на пръскачки за защита от насекоми.
8. Като дезинфектант и дезинфектант, включително за вода.

Биологичен ефект върху тялото

Както излишъкът, така и липсата на бром в организма имат много неприятни последици.

Павлов е първият, който определя влиянието на този елемент върху живите същества. Експерименти върху животни са доказали, че дългосрочната липса на бромни йони води до:

• нарушение на нервната система;
• нарушение на сексуалната функция;
• спонтанни аборти и безплодие;
• намален растеж;
• понижени нива на хемоглобина;
• безсъние и така нататък.

Прекомерното натрупване в органи и тъкани води до потискане на главния и гръбначния мозък и различни външни кожни заболявания.

(Бром; от гръцки, (смрад), Br е химичен елемент от VII група на периодичната система от елементи; ат. № 35, атм. 79.904. Червено-кафява течност със силна неприятна миризма. Естественият Б. се състои от изотопи 79Br (50,54%) и 81Br (49,46%). Известни са 16 радиоактивни изотопа на B. с масови числа от 74 до 88, както и пет изомера. Радиоизотопите се характеризират главно с бета и гама радиоактивност. Времето на полуразпад на най-дългоживеещият изотоп 80Br - 4,5 части B. е открит през 1826 г. от френския химик A. J. Balard.

Съдържанието на Б. в земната кора е 3 10-5 ат.%. Намира се главно в солени езера, морска вода и води от нефтени сондажи. Б. е постоянен спътник на хлора. При температура от -7,2°C течният бром се превръща в червено-кафяви игловидни кристали със слаб метален блясък. B. Парите са жълто-кафяви на цвят, точка на кипене 58,78° C. Плътност на течността B. 3,1882 (температура 0° C) и 3,1028 g/cm3 (температура 25° C), диелектрична константа 3. Добре разтворим във вода (3,53 г Б. в 100 г вода при температура 20°С) и в мн. органични разтворители (въглероден дисулфид, въглероден тетрахлорид, алкохоли). Има високо налягане на парите. По двойки, елементарният Б. се състои от двуатомни молекули.

Характеризира се с високо химично съдържание дейност, пряко се свързва с мн. неметали и метали, образуващи съединения със степен на окисление - 1.

Съединение на бром с водород - бромид HBr - безцветен газ с остра миризма, точка на топене - 88 ° C, точка на кипене - 67 ° C; Получава се чрез директно комбиниране на елементи, чрез действието на силни минерални съединения (например сярна киселина) върху съединенията на ферментацията с метали или на водата върху съединенията на торене с неметали. Бромидът се разтваря добре във вода (1200 g/l вода при температура 10° C), образувайки хидробромид, едно от мастните минерални съединения. Бромоводородните соли са бромиди. Чрез директно взаимодействие на B. с кислорода се получават BrO2 диоксид и Br2O оксид, които са изключително нестабилни при обикновени температури и налягания.

Когато бромът се разтваря във вода или разтвори на разяждащи алкали, се образува съответно бромидна киселина HBrO или нейни соли, хипобромити. Тези съединения, степента на окисление на Б., в която е +1, са сред силните окислители. При нагряване хипобромитите се превръщат в бромни соли HBr03 със степен на окисление B. 4-5. Бромните соли - бромати - се използват в неорганичния и органичния синтез като окислители. Б. със степен на окисление +3 и +7 (за разлика от подобни съединения на хлор и йод) не са известни. С халогени Б. образува 1, а. интерхалогенидни съединения.

В съединения с флуор и хлор проявява положителни степени на окисление: +1 (BrF, BrCl), +3 (BrF3) и +5 (BrF5); в комбинация с йод степента на окисление е -1 (JBr). Интерхалогенните съединения на B. са сред силно реактивните вещества и се използват за получаване на много неорганични и органични халогенни съединения. Суровините за получаване на бром са морска вода, сондажна вода от нефтени находища и др. Основни. Методът за получаване на B. е обработката на разтвори, съдържащи бром, с елементарен хлор. B. е изходен продукт за производството на някои бромидни соли и органични производни. Б. съединения се използват във фотографията, при производството на някои багрила и др. Б. парите са изключително токсични, течните Б. действат върху кожата, причинявайки лошо заздравяващи изгаряния.

Бромът е единственият течен неметал. Това вещество е червено-кафяво, тежко и летливо. Съдът, съдържащ бром, винаги е оцветен в червено-кафяво от неговите пари.

Бромът има силна неприятна миризма (бром в превод означава зловонен). Разтваря се слабо във вода, образувайки бромна вода. Разтваря се много по-добре в органични разтворители, бензен, толуен, хлороформ.

Ако добавите малко количество бензен към бромната вода и я разклатите добре, след отделянето ще забележите как цветът на бромната вода изчезва и бензолът, събран на върха, става ярко оранжев, това се обяснява с факта, че бензенът се извлича бром от водата поради по-добрата му разтворимост в бензен.

Бромът се съхранява в бутилки със смлени запушалки; гумените запушалки за работа с бром и за работа с хлор не са приложими, тъй като те бързо корозират. Бромът е много по-тежък от водата (плътност 3g/cm³) и има точка на кипене 63°C и точка на втвърдяване 7,3°C.

Бромните пари причиняват задушаване. Течният бром също е отровен, причинявайки тежки изгаряния, ако влезе в контакт с кожата; препоръчва се бромът да се прелива от един съд в друг с гумени ръкавици и под налягане. В случай на контакт с кожата, измийте с органични разтворители, ако се измие с вода, е почти невъзможно да се избегнат изгаряния.

С водорода бромът образува бромид:

Br2 + H2 = 2HBr

Процесът протича при висока температура.

Ако излеете малко алуминиеви стружки в епруветка с течен бром, те изгарят в бром, за да образуват алуминиев бромид, което е придружено от освобождаване на кафяви бромни пари и искри:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Те също реагират с него, но дава силен взрив.

Когато свободните халогени взаимодействат със сложни вещества, те се държат като окислители, например при взаимодействие с вода. Първоначално Br се разтваря във вода, за да образува бромна вода (Br2aq), а след това постепенно започва реакция между вода и халоген. Бромът реагира с вода много бавно и особено много бързо.

Когато свободен халоген (хлор) се смеси със сол на друг халоген (бромид), безцветният разтвор незабавно пожълтява. Когато този разтвор се разклати с бензен, характерният цвят на бензеновия пръстен показва наличието на свободен бром. Това се обяснява с факта, че като по-активен халоген той окислява брома, измествайки го от солта:

2KBr + Cl = 2KCl + Br2

По-активният при окисление измества по-малко активния бром, така че са възможни реакции между йодит и бром, йодит и хлор, бромид и хлор. Някои от тези реакции се използват за получаване на свободни халогени от техните соли, главно магнезиев бромид:

MgBr2 + Cl2 = MgCl2 + Br2

Окислителният ефект на халогените се проявява и по време на реакции с други сложни вещества; ако бромната вода премине през нея, много скоро бромната вода се обезцветява и получената течност става мътна поради редукция и окисление на Br.

Бромни соли и тяхното приложение

От бромните соли трябва да се отбележи магнезиев бромид MgBr2, който в природата придружава готварската сол, както и калиевия хлорид. След като готварската сол (NaCl) се отстрани от водата, значителен процент магнезиев бромид остава в саламура. Има го и в морската вода, но в много малки количества.

Калиев и натриев бромид.

Те се използват в медицината, значително намаляват възбудимостта на нервната система, но лечението с бромидни лекарства е допустимо само със здрави бъбреци, в противен случай поради забавяне на освобождаването на бромиди от бромиди може да настъпи отравяне, така че нови лекарства, които са по-малко опасни за тялото се използват в момента.