Co je to brom? Chemický prvek brom: vzorec, vlastnosti
Kapalina červenohnědé barvy se silným specifickým zápachem, slabě rozpustná ve vodě, ale rozpustná v benzenu, chloroformu, sírouhlíku a jiných organických rozpouštědlech. Tato odpověď může být dána otázce: "Co je to brom?" Sloučenina patří do skupiny nejaktivnějších nekovů, které reagují s mnoha jednoduchými látkami. Je vysoce toxický: vdechování jeho páry dráždí dýchací cesty a kontakt s pokožkou způsobuje těžké nehojící popáleniny. V našem článku budeme studovat jeho fyzikální vlastnosti, a také zvážit chemické reakce charakteristické pro atom bromu.
Co je to brom?
Hlavní podskupinou sedmé skupiny je umístění prvku v periodické tabulce chemických prvků. Na poslední energetické vrstvě atomu jsou dva s-elektrony a pět elektronů. Stejně jako všechny halogeny má brom významnou afinitu k elektronu. To znamená, že snadno přitahuje negativní částice jiných chemických prvků do elektronového pláště a stává se aniontem. Molekulární vzorec bromu - Br2. Atomy jsou propojeny dvojicí elektronů, tento typ vazby se nazývá kovalentní. Je také nepolární, nachází se ve stejné vzdálenosti od jaderných jader. Vzhledem k poměrně velkému atomovému poloměru - 1,14A °, jsou oxidační vlastnosti prvku, jeho elektronegativita a nekovové vlastnosti nižší než oxidační vlastnosti fluoru a chloru. Teplota varu naopak vzrůstá a činí 59,2 ° C, relativní molekulová hmotnost bromu je 180. Ve volném stavu se díky vysoké aktivitě tento prvek nenachází jako jednoduchá látka. V přírodě lze nalézt vázaný stav ve formě sodíku, hořčíku a draselných solí, jejich obsah v mořské vodě je obzvláště vysoký. Některé druhy hnědých a červených řas: sargassum, fucus, batrachospermum, obsahují velké množství bromu a jódu.
Reakce s jednoduchými látkami
Prvek se vyznačuje interakcí s mnoha nekovymi materiály: sírou, fosforem, vodíkem:
Br2 + H2 = 2HBr
Avšak brom nereaguje přímo s dusíkem, uhlíkem a kyslíkem. Většina kovů je snadno oxidována bromem. Pouze některé z nich jsou pasivní vůči působení halogenů, například olova, stříbra a platiny. Reakce s bromem aktivnějších halogenů, jako je fluor a chlor, rychle procházejí:
Br 2 +3 F 2 = 2 BrF 3
Při poslední reakci oxidační stav element je +3, působí jako redukční činidlo. V průmyslu se bróm vyrábí oxidací bromovodíku se silnějším halogenem, například chlórem. Hlavními zdroji surovin pro výrobu sloučenin jsou podzemní vrtací vody, stejně jako vysoce koncentrované řešení solných jezer. Halogen může interagovat s komplexními látkami ze třídy středních solí. Takže pod účinkem bromové vody, která má červenohnědou barvu, na roztok siřičitanu sodného, pozorujeme změnu barvy roztoku. To je způsobeno oxidací bromu středně soli - siřičitanu na síranem sodným. Stejný halogen se redukuje, přeměňuje se na formu bromovodíku, který nemá žádnou barvu.
Interakce s organickými sloučeninami
Br 2 molekuly jsou schopné interakce nejen s jednoduchými, ale i složitými látkami. Například substituční reakce probíhá mezi aromatickým uhlovodíkem, benzenem a bromem při zahřívání v přítomnosti katalyzátoru - bromidu železitého. Výsledkem je tvorba bezbarvé sloučeniny nerozpustné ve vodě - brombenzen:
C 6H 6 + Br 2 = C 6H 5Br + HBr
Jednoduchá látka brom, rozpuštěná ve vodě, se používá jako indikátor pro stanovení přítomnosti v molekule organické látky nenasycené vazby mezi atomy uhlíku. Takový kvalitativní odpověď nacházejí v molekulách alkenů nebo alkynů pi-vazeb, na kterých závisí hlavní chemické reakce těchto uhlovodíků. Sloučenina vstupuje do substitučních reakcí s nasycenými uhlovodíky, čímž vzniká derivát methanu, ethanu a dalších alkanů. Je známa adiční reakce částic bromu, jejichž vzorec je Br2, na nenasycené látky s jednou nebo dvěma dvojnými nebo trojitými vazbami v molekulách, jako je například ethen, acetylen nebo butadien.
CH 2 = CH 2 + Br 2 = CH 2Br-CH 2Br
Nejen s jednoduchou látkou může reagovat s těmito uhlovodíky, ale také s jeho vodíkovou sloučeninou - HBr.
Vlastnosti interakce halogenu s fenolem
Organická látka sestávající z benzenového kruhu spojeného s hydroxylovou skupinou je fenol. Vzájemný vliv skupin atomů na sobě je sledován v molekule. Proto jsou substituční reakce s halogeny pro něj mnohem rychlejší než u benzenu. Navíc proces nevyžaduje zahřívání a přítomnost katalyzátoru. Okamžitě jsou tři atomy vodíku v molekule fenolu nahrazeny bromovými radikály. Jako výsledek reakce vzniká tribromfenol.
Sloučeniny kyslíku bromu
Pokračujeme ve studiu toho, co je brom. Interakce halogenu se studenou vodou vede k hypobromové kyselině HBrO. Je slabší než sloučenina chlóru kvůli poklesu jeho oxidačních vlastností. Další sloučenina, kyselina bromovodíková, může být získána oxidací bromové vody chlorem. Dříve v chemii se věřilo, že brom nemůže mít sloučeniny, ve kterých by mohl vykazovat oxidační stav +7. Při oxidaci bromidu draselného se však získává sůl, bromičnan draselný a z něj odpovídající kyselina, HBr04. Halogenové ionty mají redukční vlastnosti: při působení molekul HBr na kovy jsou tyto oxidy oxidovány kationty vodíku. Proto pouze ty kovové prvky interagují s kyselinou, která patří mezi aktivity až k vodíku. V důsledku reakce se vytvoří střední soli, bromidy a uvolní se volný vodík.
Použití sloučenin bromu
Vysoká oxidační schopnost bromu, jejíž hmotnost je poměrně velká, je široce používána v analytické chemii, stejně jako v chemii organické syntézy. V zemědělství, přípravky obsahující brom, používané v boji proti plevelům a hmyzu - škůdci. Materiály, které zabraňují spontánnímu spalování, se používají k impregnaci stavebních materiálů, plastů a tkanin. V medicíně je již dlouho známý inhibiční účinek solí, bromidu draselného a sodíku na průchod bioelektrických impulzů nervovými vlákny. Používají se při léčbě poruch nervového systému: hysterii, neurastenie, epilepsie. Vzhledem k silné toxicitě sloučenin by měl být dávkování léku sledováno lékařem.
V našem článku jsme zjistili, co je brom a jaké fyzikální a chemické vlastnosti jsou pro něj charakteristické.