BROM: HISTORIE, STRUKTUR, ELEKTRONKONFIGURASJON, EGENSKAPER, BRUK - KJEMI - 2026

Den brom er et ikke-metallisk element som tilhører gruppen halogenatomer, gruppen 17 (VIIA) i det periodiske system. Det kjemiske symbolet er Br. Det fremstår som et diatomisk molekyl, hvis atomer er knyttet sammen av en kovalent binding, og det er derfor den blir tildelt molekylformelen Br ₂ .

I motsetning til fluor og klor, er brom under bakkeforhold ikke en gass, men en rødbrun væske (bildet under). Det er rykende, og det er sammen med kvikksølv, de eneste flytende elementene. Under det kan jodet, selv om det forsterker fargen og blir lilla, krystallisere til et flyktig faststoff.

Hetteglass med rent flytende brom. Kilde: Hi-Res Images of Chemical Elements

Brom ble oppdaget, uavhengig, i 1825 av Carl Löwig, som studerte under ledelse av den tyske kjemikeren Leopold Gmelin; og i 1826 av den franske kjemikeren Antoine-Jérome Balard. Publiseringen av Balards eksperimentelle resultater gikk imidlertid foran Löwigs.

Brom er det 62. rikeste elementet på jorden, som distribueres i lave konsentrasjoner over jordskorpen. I havet er gjennomsnittlig konsentrasjon 65 ppm. Menneskekroppen inneholder 0,0004% brom, og dens funksjon er ikke definitivt kjent.

Dette elementet utnyttes kommersielt i saltlaker eller steder som på grunn av spesielle forhold er steder med høy konsentrasjon av salter; for eksempel Dødehavet, til hvilket vannet i de nærliggende territoriene konvergerer seg, mettet med salter.

Det er et etsende element som er i stand til å angripe metaller, for eksempel platina og palladium. Oppløst i vann, kan brom også utøve sin etsende virkning på menneskelig vev, noe som forverrer situasjonen fordi det kan genereres hydrobromsyre. Når det gjelder toksisiteten, kan det forårsake betydelig skade på organer, som leveren, nyrene, lungene og magen.

Brom er veldig skadelig i atmosfæren, og er 40-100 ganger mer ødeleggende for ozonlaget enn klor. Halvparten av tapet av ozonlaget i Antarktis er produsert ved reaksjoner relatert til brommetyl, en forbindelse som brukes som et røykmiddel.

Det har mange bruksområder, for eksempel: brannhemmende middel, blekemiddel, overflatesinfeksjonsmiddel, drivstofftilsetningsstoff, mellomprodukt ved fremstilling av beroligende middel, ved fremstilling av organiske kjemikalier, etc.

Historie

Carl Löwigs verk

Brom ble oppdaget uavhengig og nesten samtidig av Carl Jacob Löwig, en tysk kjemiker i 1825, og av Antoine Balard, en fransk kjemiker i 1826.

Carl Löwig, en disippel av den tyske kjemikeren Leopold Gmelin, samlet vann fra en fjær i Bad Kreuznach og tilsatte klor; Etter tilsetning av eteren ble den flytende blanding omrørt.

Deretter ble eteren destillert av og konsentrert ved fordampning. Som et resultat oppnådde han et rødbrunt stoff, som var brom.

Antoine Balards arbeid

Balard på sin side brukte aske fra en brunalger kjent som fucus og blandet dem med saltlake, hentet fra Montpellier saltleiligheter. Dermed frigjøres han brom, føre klor gjennom det vandige materialet ble underkastet ekstraksjon, hvor magnesiumbromid, MgBr ₂ , var til stede .

Deretter ble materialet destillert i nærvær av mangandioksyd og svovelsyre, hvilket ga røde damper som kondenserte til en mørk væske. Balard mente at det var et nytt element og kalte det murid, avledet av det latinske ordet muria, som saltlaken ble utpekt til.

Det er rapportert at Balard endret navnet fra muride til brôme etter forslag fra Anglada eller Gay-Lussac, basert på det faktum at brôme betyr stygghet, som definerer lukten av det oppdagede elementet.

Resultatene ble publisert av Belard i Annales of Chemie and Physique, før Löwig publiserte hans.

Først fra 1858 var det mulig å produsere brom i betydelige mengder; Året ble Stassfurt saltforekomster oppdaget og utnyttet, og ga brom som et biprodukt av potet.

Struktur og elektronkonfigurasjon av brom

Molecule

Br2-molekyl. Kilde: Benjah-bmm27.

Bildet over viser brommolekylet, Br ₂ , med et kompakt fyllmønster. Egentlig er det en enkelt kovalent binding mellom de to bromatomene, Br-Br.

Å være et homogent og diatomisk molekyl, mangler det et permanent dipoløyeblikk og kan bare samhandle med andre av samme type ved hjelp av London-spredningskrefter.

Dette er grunnen til at den rødlige væsken er rykende. i Br _2- molekyler , selv om de er relativt tunge, holder deres intermolekylære krefter dem løst sammen.

Brom er mindre elektronegativt enn klor, og har derfor en mindre attraktiv effekt på elektronene i valensskallene. Som et resultat krever det mindre energi å reise høyere energinivå, absorbere grønne fotoner og reflektere en rødlig farge.

krystaller

Bromkrystallstruktur. Kilde: Ben Mills.

I gassfasen, de Br ₂ -molekyler separeres vesentlig til det ikke er effektive interaksjoner mellom dem. Under smeltepunktet kan imidlertid brom fryse til rødlige ortorombiske krystaller (toppbilde).

Legg merke til hvordan Br _2- molekylene er ordnet på en så ordnet måte at de ser ut som "bromorm." Her, og ved disse temperaturene (T <-7,2 ° C), er spredningskreftene tilstrekkelige slik at vibrasjonene i molekylene ikke faller sammen krystallen umiddelbart; men likevel vil flere av dem stadig sublimere.

Valenslag og oksidasjonstilstander

Elektronkonfigurasjonen til brom er:

3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵

Å være 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵ sin valensskall (selv om 3d ^10- bane ikke spiller en ledende rolle i sine kjemiske reaksjoner). Elektronene i 4s og 4p orbitals er den ytterste, totalt 7, bare ett elektron unna å fullføre valensoktetten.

Fra denne konfigurasjonen kan de mulige oksidasjonstilstandene for brom utledes: -1, hvis det får et elektron til å være isoelektronisk mot krypton; +1, og etterlater 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁴ ; +3, +4 og +5, og mister alle elektronene fra 4p-bane (3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁰ ); og +7, og etterlater ingen elektroner i 4s-bane (3d ¹⁰ 4s ⁰ 4p ⁰ ).

Egenskaper

Fysisk utseende

Mørk rødbrun rykende væske. Det finnes i naturen som et diatomisk molekyl, med atomene knyttet sammen av en kovalent binding. Brom er en væske som er tettere enn vann og synker i den.

Atomvekt

79,904 g / mol.

Atomnummer

35.

lukt

En skarp, kvelende og irriterende røyk.

Smeltepunkt

-7,2 ° C

Kokepunkt

58,8 ° C.

Tetthet (Br

3,1028 g / cm ³

Vannløselighet

33,6 g / l ved 25 ° C. Løseligheten av brom i vann er lav og har en tendens til å øke med synkende temperatur; oppførsel som den som for andre gasser.

løselighet

Fritt løselig i alkohol, eter, kloroform, karbontetraklorid, karbondisulfid og konsentrert saltsyre. Løselig i ikke-polare og noen polare løsningsmidler som alkohol, svovelsyre og i mange halogenerte løsningsmidler.

Trippel punkt

265,9 K ved 5,8 kPa.

Kritisk punkt

588 K på 10,34 MPa.

Fusjonsvarme (Br

10.571 kJ / mol.

Fordampingsvarme (Br

29,96 kJ / mol.

Molar varmekapasitet (Br

75,69 kJ / mol.

Damptrykk

Ved en temperatur på 270 K, 10 kPa.

Selvantennelsestemperatur

Ikke brennbar.

tenningspunkt

113 ° C.

Lager temperatur

Fra 2 til 8 ºC.

Overflatespenning

40,9 mN / m ved 25 ° C.

Luktgrense

0,05 - 3,5 ppm. 0,39 mg / m ³

Brytningsindeks (ηD)

1,6083 ved 20 ° C, og 1,6478 ved 25 ° C.

elektro

2,96 på Pauling-skalaen.

Ioniseringsenergi

- Første nivå: 1 139,9 kJ / mol.

- Andre nivå: 2 103 kJ / mol.

- Tredje nivå: 3.470 kJ / mol.

Atomradio

120 kl.

Kovalent radius

120.3.

Van der Waals radio

185 kl.

reaktivitet

Den er mindre reaktiv enn klor, men mer reaktiv enn jod. Det er en oksidant som er mindre sterk enn klor og sterkere enn jod. Det er også et svakere reduksjonsmiddel enn jod, men sterkere enn klor.

Klordamp er svært etsende for mange materialer og menneskelig vev. Angriper mange metalliske elementer, inkludert platina og palladium; men det angriper ikke bly, nikkel, magnesium, jern, sink og under 300 ºC verken natrium.

Brom i vann gjennomgår en forandring og blir til bromid. Det kan også eksistere som bromat (BrO ₃ ^- ), avhengig av væskens pH.

På grunn av oksiderende virkning, kan brom indusere frigjøring av oksygenfrie radikaler. Dette er sterke oksidanter og kan forårsake vevsskader. Brom kan også antennes spontant når det kombineres med kalium, fosfor eller tinn.

applikasjoner

Bensin tilsetningsstoff

Etylendibromid ble brukt til å fjerne potensielle blyforekomster fra bilmotorer. Etter forbrenning av bensin, som brukte bly som tilsetningsstoff, kombinerte brom med bly for å danne blybromid, en flyktig gass som ble utvist gjennom halerøret.

Selv om brom fjernet bly fra bensin, var dens destruktive virkning på ozonlaget veldig kraftig, og det ble derfor kastet for denne applikasjonen.

Plantevernmidler

Metylen eller brommetylbromid ble brukt som et plantevernmiddel for å rense jordsmonnet, spesielt for å eliminere parasittiske nematoder, for eksempel krokorm.

Bruken av de fleste av de brominneholdende forbindelsene har imidlertid blitt kastet på grunn av deres ødeleggende virkning på ozonlaget.

Kvikksølvutslippskontroll

Brom brukes i noen planter for å redusere utslippet av kvikksølv, et veldig giftig metall.

Photography

Sølvbromid, i tillegg til sølviodid og sølvklorid, brukes som en lysfølsom forbindelse i fotografiske emulsjoner.

Terapeutiske handlinger

Kaliumbromid, så vel som litiumbromid, ble brukt som generelle beroligende midler på 1800- og begynnelsen av 1900-tallet. Bromider i form av enkle salter brukes fortsatt i noen land som krampestillende midler.

USAs FDA godkjenner imidlertid ikke bruken av brom til behandling av noen sykdom i dag.

Brannhemmende

Brom omdannes av flammer til hydrobromsyre, som forstyrrer oksidasjonsreaksjonen som oppstår under brann, og forårsaker utryddelse av den. Bromholdige polymerer brukes til å lage brannhemmende harpikser.

Tilsetningsstoff til mat

Spor av kaliumbromat er tilsatt melet for å forbedre matlagingen.

Reagenser og kjemisk mellomprodukt

Hydrogenbromid brukes som reduksjonsmiddel og katalysator for organiske reaksjoner. Brom brukes som et kjemisk mellomprodukt ved fremstilling av medikamenter, hydrauliske væsker, kjølemidler, avfuktere og i hårbølgende preparater.

Den finner også bruk i produksjon av brønnborevæsker, produkter for desinfeksjon av vann, blekemidler, overflatesinfeksjonsmidler, fargestoffer, drivstofftilsetningsstoffer, etc.

Biologisk handling

En studie utført i 2014 indikerer at brom er en nødvendig kofaktor for biosyntesen av kollagen IV, noe som gjør brom til et essensielt element for utvikling av dyrevev. Det er imidlertid ingen informasjon om konsekvensene av et elementunderskudd.

Hvor befinner det seg

Brom er utvunnet kommersielt fra dype saltgruver og saltlakegroper som finnes i delstaten Arkansas, og i Great Salt Lake of Utah, begge i USA. Denne siste saltlaken har en bromkonsentrasjon på 0,5%.

For å ekstrahere brom tilsettes det varme gassformige klor til saltlaken for å oksidere bromidionene i oppløsningen og samle elementært brom.

Dødehavet, på grensen mellom Jordan og Israel, er et lukket hav som er under havoverflaten, noe som gjør at det har en veldig høy saltkonsentrasjon.

Brom og potash oppnås der kommersielt ved å fordampe det høye saltvannet fra Dødehavet. I denne sjøen kan bromkonsentrasjonen nå 5 g / L.

Det finnes også i høye konsentrasjoner i noen varme kilder. Brominite, for eksempel, er et sølvbromidmineral som finnes i Bolivia og Mexico.

risiko

Brom i flytende tilstand er etsende på menneskelig vev. Men den største faren for mennesker kommer fra bromdamp og innånding av dem.

Å puste i et miljø med en bromkonsentrasjon på 11–23 mg / m ³ gir alvorlige støt. En konsentrasjon på 30-60 mg / m ³ er ekstremt skadelig. I mellomtiden kan en konsentrasjon på 200 mg være dødelig.

referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2019). Brom. PubChem-databasen. CID = 23968. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Ross Rachel. (8. februar 2017). Fakta om brom. Gjenopprettet fra: livesscience.com
4. Wikipedia. (2019). Boraks. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Lenntech BV (2019). Brom. Gjenopprettet fra: lenntech.com