Бром

Бром впервые выделил в 1826 г. французский химик А.-Ж. Балар, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей.

Содержание брома в земной коре около 1,6·10^–4 % по массе. Вследствие высокой химической активности в свободном виде не встречается. Бром в виде изоморфной примеси бромидов натрия, калия, магния и др. входит в состав природных хлоридов (в сильвине и карналлите содержание брома до 3 %). Собственные минералы брома – бромаргирит AgBr и эмболит Ag(Cl, Br) – чрезвычайно редки. Источником брома служат морская вода, рапа соляных озёр, подземные воды, сопутствующие нефтяным и различным соляным месторождениям.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома брома 4s² 4p⁵ ; в соединениях брома проявляет степени окисления –1, +1, +5, редко +3 и +7; электроотрицательность по Полингу 2,8; атомный радиус 119 пм, радиусы ионов Br^– и Br⁵⁺ соответственно 182 и 45 пм. В свободном виде во всех агрегатных состояниях существует в виде двухатомных молекул Br₂ . Диссоциация молекул на атомы в заметной степени начинается при температуре выше 800 °C.

При обычных условиях бром – тяжёлая (при 25 °C плотность 3105,5 кг/м³ ) тёмно-бурая жидкость с резким запахом; t_пл –7,25 °C, t_кип 59,2 °C. В воде малорастворим (при 20 °C около 3,5 % по массе Br₂ ), раствор брома в воде – бромная вода. Бром хорошо растворим во многих органических растворителях. Стандартный электродный потенциал пары Br₂ /Br^– в водном растворе +1,065 В.

Бром характеризуется высокой химической активностью, при комнатной температуре активно, с выделением большого количества теплоты, реагирует со многими металлами и неметаллами. При реакциях с металлами образуются солеобразные вещества – бромиды, в которых бром проявляет степень окисления –1 (например, бромид калия KBr, бромид магния MgBr₂ , бромид алюминия AlBr₃ ). Бром не реагирует с серебром, свинцом и платиной; бромиды этих металлов получают косвенным путём. Большинство бромидов металлов хорошо растворимы в воде, бледно-жёлтый бромид серебра AgBr нерастворим. С неметаллами бром реагирует при комнатной температуре или при нагревании. Например, взаимодействие паров брома с водородом при нагревании приводит к образованию бромоводорода HBr. Непосредственно бром не взаимодействует с углеродом, кислородом, азотом и благородными газами. Со многими органическими соединениями бром вступает в реакции замещения (например, с бензолом) или присоединения по кратным связям (например, c этиленом или ацетиленом). По химической активности бром немного уступает хлору, но превосходит иод. Так, хлор вытесняет бром из растворов его солей (например, ${\displaystyle 2KBr+Cl_{2}=2KCl+Br_{2}}$), но бром способен вытеснять иод (${\displaystyle Br_{2}+2KI=2KBr+I_{2}}$). Соединения, в которых бром проявляет степень окисления +5, – броматы. Так, при реакциях брома с растворами щелочей или карбонатов щелочных металлов обычно образуется смесь бромида и бромата (например, бромида натрия NaBr и бромата натрия NaBrO₃ ). При взаимодействии брома со щелочами на холоде образуются гипобромиты (например, NaBrO) – соли нестабильной бромноватистой кислоты HBrO, которые при нагревании и при pH<9 превращаются в броматы. Бром – сильный окислитель; в щелочной среде бром может окислить соединения хрома(III) до хрома(VI): ${\displaystyle 2K[Cr(OH)_{4}]+3Br_{2}+8KOH=2K_{2}CrO_{4}+6KBr+8H_{2}O}$.

Бром в микроколичествах содержится в тканях животных (около 1·10^–4 %) и растений (около 1·10^–4 %). Бромид-ионы Br^– усиливают процессы торможения в коре головного мозга, поэтому водный раствор бромида калия или натрия применяют как успокоительное средство.

Бром выделяют из морской воды, рапы соляных озёр, отходов калийного производства и пр. путём окисления бромидов хлором и последующей отгонки Br₂ с водяным паром или воздухом. Пары Br₂ отделяют от воды и примесей ректификацией, из бромовоздушной смеси – путём поглощения Br₂ раствором бромида железа(II).

Бром в основном применяют для получения бромсодержащих неорганических (NaBr, KBr, HBr и пр.) и органических (главным образом моно- и дибромэтана, используемых в качестве присадок к топливу и пр.) соединений, широко применяемого в фотографии бромида серебра AgBr, при синтезе ряда органических красителей и лекарственных препаратов.

Бром токсичен. Пары брома раздражают слизистые оболочки, вызывают удушье, спазмы и заболевания верхних дыхательных путей, головокружение и пр.; жидкий бром вызывает ожоги кожи, дерматиты.