Бром е химичен елемент с химичен символ Br и атомен номер 35. Той принадлежи към групата на халогените и е един от малкото не метали, които са течни при стайна температура.
| Бром | |
 | |
| Информационна таблица | |
| Параметър | Информация |
|---|---|
| Име на елемента (български) | Бром |
| Латинско / международно наименование | Bromum |
| Химичен символ | Br |
| Пореден номер (атомно число) | 35 |
| Период и група в таблицата | 4-ти период, 17-та група |
| Блок (s, p, d, f) | p-блок |
| Категория / тип елемент | Халоген (неметал) |
| Атомна маса | 79.904 u |
| Изотопи | Br-79 (50.69%), Br-81 (49.31%) |
| Средна атомна маса | 79.904 |
| Плътност | 3.12 g/cm³ (течен) |
| Температура на топене | −7.2°C |
| Температура на кипене | 58.8°C |
| Кристална структура | Орторомбична (в твърдо състояние) |
| Цвят / външен вид | Червеникаво-кафява течност с остър мирис |
| Агрегатно състояние при 20°C | Течност |
| Откривател / година на откриване | Антоан Жером Балар, 1826 г. |
| Място на откриване | Франция |
| Етимология на името | От гръцки „brōmos“ – „смрад“, заради силната миризма на парите му |
| Химическа формула | Br₂ (молекулна форма) |
| Окислителни степени | −1, +1, +3, +5, +7 |
| Електронна конфигурация | [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵ |
| Електроотрицателност | 2.96 (по Полинг) |
| Йонизационна енергия | 1139.9 kJ/mol |
| Ковалентен радиус | 114 pm |
| Атомен радиус | 120 pm |
| Топлопроводимост | 0.12 W/(m·K) |
| Електрическа проводимост | Непроводим (неметал) |
| Магнитни свойства | Диамагнитен |
| Състояние на електрони при възбуждане | 4s¹4p⁶ |
| Спектрален цвят / линии | Зеленикаво-сини линии в спектъра |
| Честота в земната кора | 2.5 ppm |
| Наличие във Вселената | Среща се в ниски концентрации в звезди и метеорити |
| Основни минерали и съединения | Бромиди на натрий, калий и магнезий (NaBr, KBr, MgBr₂) |
| Разпространение в природата | Главно в морска вода, солени езера и подземни разтвори |
| Начини за получаване / добив | Извличане чрез окисление на бромиди от солени води с хлор |
| Основни производители в света | Израел, Китай, САЩ, Йордания |
| Основни приложения | Огнеустойчиви материали, лекарства, фотография, пестициди, химическа индустрия |
| Участие в сплави / съединения | В халогениди като AgBr (фотографски филми), KBr (успокоителни) |
| Биологично значение | Трасов елемент; участва в някои ензимни реакции при хора и животни |
| Токсичност и безопасност | Токсичен в концентрирана форма; парите му дразнят дихателните пътища |
| Пределно допустима концентрация | 0.1 ppm във въздуха |
| Влияние върху човешкия организъм | В ниски дози действа седативно; във високи – причинява отравяне и дразнене |
| Роля в биохимичните процеси | Участва в ензимите, регулиращи хормоните на щитовидната жлеза |
| Използване в индустрията | Огнеупорни добавки, бои, фумиганти, реагенти за органичен синтез |
| Използване в електрониката / енергетиката | Йонни течности и каталитични съединения |
| Използване в медицината / фармацията | Като съставка в седативни и антисептични препарати |
| Ядрени свойства | Има стабилни изотопи Br-79 и Br-81; радиоактивни изотопи се използват в медицината |
| Полуживот на радиоактивни изотопи | Br-82 – 35.3 часа |
| Тип радиоактивен разпад | Бета-разпад |
| Енергия на връзката | 1.96 eV на атом |
| Наличие в атмосферата / океаните | Около 65 mg/L в морската вода |
| Влияние върху околната среда | Високи концентрации са токсични за растения и водни организми |
| Методи за рециклиране / повторна употреба | Рециклиране от промишлени отпадъци и халогенни съединения |
| Глобално годишно производство | Около 350 000 тона |
| Годишна консумация | Около 330 000 тона |
| Основни вносители / износители | Израел, САЩ, Китай, Япония |
| Историческо значение | Бромът е третият открит халоген след хлора и йода |
| Научна дисциплина | Химия, фармакология, материалознание |
| Интересни факти | Единственият неметал, който е течен при стайна температура |
| CAS номер | 7726-95-6 |
| PubChem CID | 24408 |
| UN номер / код за транспортна безопасност | UN 1744 |
| Периодични тенденции | Поведение между хлор и йод – умерено реактивен халоген |
| Спектър на излъчване | Синьо-зелени линии |
| Енергийно ниво на външния електрон | 4p⁵ |
| Промишлени рискове и мерки за безопасност | Да се избягва контакт и вдишване на пари; съхранява се в стъклени съдове с охлаждане |
| Състояние при стандартни условия (STP) | Течност |
| Класификация по IUPAC | Неметал, халоген |
| Символика и културно значение | Символ на пречистване, контрол и трансформация; свързван с елементите на водата и времето |
Бромът е уникален елемент, който притежава редица интересни физични и химични свойства, а също така играе важна роля в много индустриални и научни приложения.
История на откритията
Бромът е открит през 1826 година от шведския химик Андерс Габриел Екеберг. Той изолирал елемента от морска сол, която съдържала бромидни съединения. Името „бром“ произлиза от гръцката дума „bromos“, което означава „задушлив“ или „миришещ“, поради характерния му неприятен мирис.
Откритията на Екеберг бяха значителен напредък в химията, тъй като бромът се оказа един от първите елементи, изолирани в чиста форма, след откритията на различни метали и неметали.
След откритията на Екеберг, бромът бързо привлича внимание и интерес от страна на множество учени. През 1827 година френският химик Луи Негели успява да получи бром в чиста форма и да проучи неговите свойства.
Негели е един от първите, които описват химичните свойства на брома, включително неговата реакция с различни елементи и съединения. Въпреки че бромът е известен отдавна, неговите приложения в индустрията и медицината започват да се развиват едва в края на 19-ти и началото на 20-ти век.
Физични и химични свойства
Бромът е тъмен червеникаво-кафяв течен халоген при стайна температура, който има специфичен и остър мирис. Той е единственият неметал, който е течен при нормални условия. Температурата на кипене на брома е около 58,8 °C, а температурата на замръзване е -7,2 °C.
Водата и бромът не се смесват, като бромът е по-тежък от водата. Въпреки че е течен, бромът е слабо разтворим във вода, но се разтваря добре в органични разтворители. Химическият характер на брома е типичен за халогените.
Той образува съединения с почти всички елементи, включително метали, неметали и полуметали. Бромът има способността да реагира с водород, образувайки бромоводород (HBr), който е силна киселина.
Също така, той може да образува разнообразие от органични и неорганични съединения, включително бромиди, които се използват в различни приложения. Бромът е силен окислител и може да участва в редокс реакции, което го прави важен в много химически процеси.
Производство на бром
Производството на бром се извършва основно чрез извличане от морска вода и солници, където бромидите се съдържат в значителни количества. Основният метод за извличане на бром е чрез обработка на морска сол с хлороводородна киселина, което води до освобождаване на бром.
Въпреки че добивът на бром от морска вода е основният източник, той може да се намери и в определени минерали, като бромидни соли. Основните производствени страни на бром включват САЩ, Израел и Китай.
Бромът се произвежда в значителни количества, като основните производствени мощности се намират в райони с висока концентрация на бромидни съединения. Процесите на извличане и пречистване на брома са сложни и отнемат време, но съвременните технологии позволяват ефективно и икономично производство на бром.
Приложения на бром
Бромът има широк спектър от приложения в различни области, включително химическата индустрия, фармацевтиката, производството на пестициди, както и в производството на огнеупорни материали.
В химическата индустрия, бромът се използва за синтез на бромиди, които се прилагат в различни химически реакции. Бромидите са важни интермедиери в производството на фармацевтични средства, включително успокоителни, антисептици и други лекарства.
В допълнение, бромът играе важна роля в производството на пестициди и хербициди, които се използват в селското стопанство. Бромидните съединения са ефективни срещу редица вредители и болести, което ги прави ценен ресурс за земеделските производители.
Въпреки това, употребата на бромидни пестициди е обект на регулации в много страни поради потенциалните им негативни въздействия върху околната среда и човешкото здраве.
В индустрията на материалите, бромът се използва за производството на огнеупорни добавки, които се добавят към различни пластмаси и текстилни материали, за да повишат тяхната устойчивост на огън. Тези добавки са особено важни в строителството и автомобилостроенето, където безопасността е от съществено значение.
Биологични и екологични аспекти
Бромът и неговите съединения имат различно въздействие върху околната среда и живите организми. Въпреки че бромът е основен елемент, необходим за нормалното функциониране на определени биологични системи, високите концентрации на бром и неговите съединения могат да бъдат токсични.
Различни изследвания показват, че бромидите могат да влияят негативно на здравето на хората и животните, причинявайки респираторни и дерматологични проблеми. В екологичен контекст, бромът е важен компонент на цикъла на химичните елементи в морската среда.
Той може да се натрупва в организма на морски организми и да влиза в хранителната верига, което е причина за загриженост относно потенциалното му влияние върху морската екосистема. Освен това, бромът може да се освободи в атмосферата, където да участва в разрушаването на озоновия слой, което е един от основните проблеми, свързани с изменението на климата.