Бром

БРОМ (латинский - Bromum), Br, химический элемент VII группы короткой формы (17-й группы длинной формы) перйодической системы; относится к галогенам; атомный номер 35, атомная масса 79,904. В природе два стабильных нуклида: ⁷⁹Br (50,56% по массе) и ⁸¹Br (49,44%). Для искусственно полученного радионуклида ⁸⁰Br характерна ядерная изомерия.

Историческая справка. Бром впервые выделил в 1826 году французский химик А. Ж. Балар, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей. Латинское название элемента происходит от греческого βρ?μος - зловоние и связано с сильным неприятным запахом его паров.

Распространённость в природе. 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.

Свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома брома 4s²4р⁵; в соединениях бром 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°С.

При обычных условиях бром - тяжёлая (при 25°С плотность 3105,5 кг/м³) тёмно-бурая жидкость с резким запахом; t_ПЛ -7,25°С, t_кип 59,2°С. В воде малорастворим (при 20°С 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 КВr, 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, с этиленом или ацетиленом). По химической активности бром немного уступает хлору, но превосходит йод. Так, хлор вытесняет бром из растворов его солей (например, 2KBr + Cl₂ =  2KCl + Br₂), но бром способен вытеснять йод (Br₂ + 2KI = 2KBr +l₂). 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 гипобромитоны (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): 2К[Сr(ОН)₄] + 3Вr₂+ 8КОН = 2К₂СrO₄ + 6КВr + 8Н₂O.

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.

Получение. Бром выделяют из морской воды, рапы соляных озёр, отходов калийного производства и прочим 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).

Применение. 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.

Лит.: Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С. Химия и технология брома, йода и их соединений. М., 1979; Полянский Н. Г. Аналитическая химия брома. М., 1980.