Minimální a maximální stupeň oxidace bromu. Chemické vlastnosti bromu

Mezi všechny chemické prvky, nekovy, existuje speciální série - halogeny. Tyto atomy dostanou své jméno pro zvláštní vlastnosti, které vykazují při chemických interakcích. Patří sem:

• jod;
• chlor;
• brom;
• fluoru.

Chlór a fluor jsou jedovaté plyny se silnou oxidační schopností. Jód za normálních podmínek je krystalická látka tmavě fialové barvy s výrazným kovovým leskem. Ukazuje vlastnosti redukčního činidla. A co vypadá čtvrtý halogen? Jaké jsou vlastnosti bromu, jeho sloučenin a vlastností jako prvku a jako jednoduchá látka? Pokusíme se pochopit.

Brom: obecná charakteristika prvku

Jako částice periodický systém, bróm obsadí buňku pod pořadovým číslem 35. Proto má jádro 35 protonů a elektronová skořepina obsahuje stejný počet elektronů. Vnější konfigurace vrstev: 4s²str⁵.

Nachází se ve skupině VII, hlavní podskupina, je součástí halogenu - speciální skupiny chemických prvků. Celkem je známo asi 28 různých izotopů tohoto atomu. Hmotnostní čísla se pohybují od 67 do 94. Je známo, že dvě jsou stabilní a stabilní a v přírodě také převládají:

• bromu ⁷⁹ - jeho 51%;
• bromu ⁸¹ - jeho 49%.
  

Průměrná atomová hmotnost prvku je 79,904 jednotek. Stupeň oxidace bromu se pohybuje od -1 do +7. Vykazuje silné oxidační vlastnosti, ale je méně než chlor a fluor v nich, jód.

Historie objevu

Tento prvek byl objeven později než jeho kolegové v podskupině. Tehdy už bylo známo o chloru a jódu. Kdo udělal tento objev? Je možné pojmenovat tři jména najednou, protože tolik vědců bylo schopno syntetizovat nový prvek, který se později ukázal být atomem. Tato jména jsou:

• Antoine Jerome Balar.
• Carl Leewig.
• Justus Liebig.

Nicméně, oficiální „otec“ je považován Balarám, první od chvíle, kdy nejenže přijal a popsáno, ale také poslat vědecká konference chemiků novou látku, která je neznámá element.

Antoine Balar studoval složení mořské soli. Provádění nad ním četné chemické experimenty, Jeden den prošel roztokem chloru a uviděl, že vzniká nějaká žlutá sloučenina. Vzhledem k tomu, že se jednalo o produkt interakce chlóru a jodu v roztoku, začal dále zkoumat získaný produkt. S následujícími léčbami:

• použitý ether;
• nasáklé hydroxid draselný;
• ošetřeno pyrolusitem;
• udržována v sírovém prostředí.

V důsledku toho obdržel těkavou hnědočervenou tekutinu s nepříjemným zápachem. Jednalo se o brom. Potom provedl důkladné vyšetření fyzikálních a chemických vlastností této látky. Po odeslání zprávy o něm jsem popsal vlastnosti bromu. Jméno, které Balar dal tomuto prvku, byl Murid, ale nezakrábal se.

Dnešní všeobecně přijímaný název pro tento atom je brom, který v latině znamená "smradlavý", "útočný". To je plně potvrzeno vlastnostmi jeho jednoduché látky. Rok objevu prvku je 1825.

Možné stupně oxidace bromu

Existuje několik takových. Koneckonců, díky elektronická konfigurace, brom může vykazovat jak oxidativní tak i redukční vlastnosti se zřejmou převahou prvního. Existuje pět možností:

• -1 - nejnižší stupeň oxidace bromu;
• +1;
• +2;
• +3;
• +5;
• +7.

V přírodě jsou nalezeny pouze ty sloučeniny, u kterých je prvek v negativním smyslu. +7 - maximální stupeň oxidace bromu. Vykazuje se ve složení kyseliny bromovodíkové HBrO₄ a jeho bromátové soli (NaBrO₄). Tento stupeň oxidace bromu je obecně velmi vzácný, stejně jako +2. Sloučeniny s hodnotami -1 až +3 a +5 jsou však velmi běžné a jsou důležité nejen v chemickém průmyslu, ale také v lékařství, strojírenství a dalších odvětvích ekonomiky.

Brom jako jednoduchá látka

Za běžných podmínek je dotyčným prvkem diatomická molekula, ale není to plyn, ale kapalina. Velmi jedovatý, dychtivý ve vzduchu a publikování extrémně nepříjemného zápachu. Dokonce i páry v nízkých koncentracích mohou způsobit popáleniny na kůži a podráždění sliznic těla. Pokud překročíte povolenou rychlost, je možné udušení a smrt.

Chemický vzorec této kapaliny je Br₂. Je zřejmé, že symbol je tvořen řeckým jménem prvku - bromy. Vazba mezi atomy je jednoduchá, kovalentní nepolární. Poloměr atomu je poměrně velký, takže brom reaguje poměrně snadno. To umožňuje široké použití v chemických syntézách, často jako činidlo pro kvalitativní stanovení organických sloučenin.

Ve formě jednoduché látky v přírodě není nalezena, protože se snadno odpařuje ve formě červenohnědého kouře, který má korozivní účinek. Pouze ve formě různých vícesložkových systémů. Stupeň oxidace bromu ve sloučeninách různých typů závisí na prvku, se kterým probíhá reakce, tj. Na jakou látku.

Fyzikální vlastnosti

Tyto vlastnosti mohou být vyjádřeny na několika místech.

1. Rozpustnost ve vodě je střední, ale lepší než ostatní halogeny. Nasycený roztok se nazývá bromová voda, má červenohnědou barvu.
2. Teplota varu kapaliny je +59,2 ⁰C.
3. Bod tání -7,25 ⁰C.
4. Vůně - ostrý, nepříjemný, dusivý.
5. Barva - červenohnědá.
6. Agregátní stav jednoduché látky je těžký (s vysokou hustotou), hustá kapalina.
7. Elektronegativita na základě dotazovací škály je 2.8.

Tyto vlastnosti ovlivňují způsoby získání této sloučeniny a také ukládají povinnost pozorovat extrémní opatrnost při práci s ní.

Chemické vlastnosti bromu

Z hlediska chemie se bróm chová dvěma způsoby. Ukazuje jak oxidační, tak i redukční vlastnosti. Stejně jako všechny ostatní prvky, je schopen přijímat elektrony z kovů a méně elektronativní nekovy. Je to redukční činidlo se silnými oxidačními činidly, jako jsou:

• kyslík;
• fluor;
• chlor;
• některé kyseliny.

Přirozeně se oxidační stav bromu pohybuje od -1 do +7. S jakým konkrétním reakčním prvkem je schopen reagovat?

1. S vodou se vytvoří směs kyselin (bromovodíková a bromičnanová).
2. S různými jodidy, protože brom je schopen vytěsnit jod z jeho solí.
3. Se všemi nekovy přímo, s výjimkou kyslíku, uhlíku, dusíku a vzácných plynů.
4. Téměř se všemi kovy jako silným oxidačním činidlem. S mnoha látkami i se zánětem.
5. V reakcích OBR bróm často podporuje oxidaci sloučenin. Například síra a siřičitany jsou jako jednoduchá látka převedeny na síranové ionty, jodidy na jod.
6. S alkalemi při tvorbě bromidů, bromů nebo hypobromátů.

Zvláštní význam mají chemické vlastnosti bromu, pokud jsou součástí kyselin a solí, které se tvoří. V této formě jsou jeho vlastnosti velmi silné jako oxidant. Je mnohem živěji vyjádřená než v jednoduché substanci.

Příjem

Skutečnost, že látka, kterou uvažujeme, je důležitá a významná z hlediska chemie, potvrzuje skutečnost, že její roční produkce činí 550 tisíc tun. Vedoucí země týkající se těchto ukazatelů:

• USA.
• Čína.
• Izrael.

Průmyslová metoda extrakce volného brómu je založena na úpravě solných roztoků jezer, studní, moří. Z nich se uvolňuje sůl požadovaného prvku, který se převede na okyselovanou formu. Prochází se silným proudem vzduchu nebo vodní páry. Tak se vytvoří plynný brom. Pak ji zpracujte uhličitan sodný a získá se směs sodných solí - bromidů a bromů. Jejich roztoky jsou okyseleny a mají na výstupu volnou tekutou látku.

Laboratorní metody syntézy jsou založeny na nahrazení bromu ze svých solí chlorem jako silnějšího halogenu.

Bytí v přírodě

Ve své čisté podobě se látka, kterou uvažujeme, nenachází v přírodě, protože je to ovzduší osvěžující tekutina, která se vzduchem dýmuje. Je obsažen hlavně ve sloučeninách, u kterých se projevuje minimální oxidace bromu-1. Jedná se o soli kyselina bromovodíková - bromidy. Mnoho tohoto prvku doprovází přírodní soli chlóru - sylviku, carnallites a další.

Minerály samotného bromu byly objeveny později než on sám. Nejběžnější z nich jsou tři:

• embolit - směs chlóru a bromu se stříbrem;
• bromarginit;
• bromsilvinit je směs draslíku, hořčíku a bromu s navázanou vodou (krystalický hydrát).

Také tento prvek je součástí složení živých organismů. Jeho nedostatečnost vede k vzniku různých onemocnění nervového systému, poruchám, poruchám spánku a poruchám paměti. V méně podřadných případech hrozí neplodnost. Ryby, mořského života se mohou brzy shromáždit ve významných množstvích ve formě solí.

V zemské kůře dosahuje hmotnostní obsah 0,0021%. Hodně mořské vody a celé hydrosféry Země.

Sloučeniny bromu s nižším oxidačním stavem

Jaký je oxidační stav bromu ve svých sloučeninách s kovy a vodíkem? Nejnižší, která je pro daný prvek možná, je mínus jedna. Tyto sloučeniny představují pro člověka největší praktický zájem.

1. HBr je hydrobromid (plyn) nebo kyselina bromovodíková. V plynném agregátovém stavu nemá barvu, ale velmi, velmi nepříjemně voní, velmi kouří. Má žíravý účinek na sliznice těla. Dobře se rozpouští ve vodě a tvoří kyselinu. To zase odkazuje na silné elektrolyty, je dobrým redukčním činidlem. Snadno prochází volným bromem působením kyseliny sírové, kyseliny dusičné a kyslíku. Průmyslová hodnota má jako zdroj bromidových iontů pro tvorbu solí s kovovými kationty.
2. Bromidy jsou soli výše uvedené kyseliny, ve kterých je oxidační stav bromu také roven -1. Z praktického hlediska jsou zajímavé: LiBr a KBr.
3. Sloučeniny organické povahy obsahující bromidový iont.

Sloučeniny s vyšším stupněm oxidace

Patří sem několik základních látek. Stupeň oxidace nejvyššího bromu se rovná +7, takže u těchto sloučenin to je právě to a mělo by to vykazovat.

1. Kyselina bromovodíková - HBrO₄. Nejsilnější ze všech známých kyselin pro tento prvek, ale zároveň i nejvíce odolné vůči útokům silných redukčních činidel. To je způsobeno zvláštní geometrickou strukturou molekuly, která má ve vesmíru tvar čtyřstěnu.
2. Perbromáty jsou soli nad označenou kyselinou. Pro ně je také charakteristický maximální stupeň oxidace bromu. Jsou to silné oxidanty, a proto se používají v chemickém průmyslu. Příklady: NaBrO₄, KBrO₄.

Použití bromu a jeho sloučenin

Je možné identifikovat několik oblastí, ve kterých je brom a jeho sloučeniny přímo použitelné.

1. Výroba barviv.
2. Pro výrobu fotografických materiálů.
3. Jako léky v medicíně (soli bromu).
4. V automobilovém průmyslu, jmenovitě jako přísada do benzínu.
5. Používá se jako impregnace ke snížení úrovně hořlavosti některých organických materiálů.
6. Při výrobě vrtných kapalin.
7. V zemědělství, při výrobě postřikovačů odolných proti hmyzu.
8. Jako dezinfekční a dezinfekční prostředek včetně vody.

Biologický účinek na tělo

Přebytek a nedostatek bromu v těle mají velmi nepříjemné důsledky.

Pavlov byl první, kdo určil vliv tohoto prvku na živé věci. Pokusy na zvířatech prokázaly, že prodloužený nedostatek bromových iontů vede k:

• narušení nervového systému;
• porucha sexuální funkce;
• potraty a neplodnost;
• pokles růstu;
• snížení hemoglobinu;
• nespavost a tak dále.

Nadměrná akumulace v orgánech a tkáních vede k potlačení práce mozku a míchy, různých vnějších kožních onemocnění.