BROMINE: KASAYSAYAN, ISTRAKTURA, PAGSASAAYOS NG ELEKTRON, MGA KATANGIAN, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang bromine ay isang nonmetallic element na kabilang sa pangkat ng mga halogens, pangkat 17 (VIIA) ng Periodic Table. Ang simbolo ng kemikal nito ay Br. Ito ay lilitaw bilang isang diatomic molekula, na ang mga atomo ay na-link sa pamamagitan ng isang covalent bond, na kung bakit ito ay itinalaga ang molekular na formula Br ₂ .

Hindi tulad ng fluorine at chlorine, ang bromine sa mga terrestrial na kondisyon ay hindi isang gas ngunit isang mapula-pula-kayumanggi na likido (imahe sa ibaba). Ito ay fuming, at ito ay kasama ng mercury, ang tanging mga elemento ng likido. Sa ibaba nito, ang yodo, bagaman pinapalakas nito ang kulay at lumiliko ng lila, ay maaaring maging kristal sa isang pabagu-bago ng isip.

Vial na may purong likido bromine. Pinagmulan: Mga Larawan ng Hi-Res ng Mga Elemento ng Chemical

Ang bromine ay natuklasan, nang nakapag-iisa, noong 1825 ni Carl Löwig, na nag-aaral sa ilalim ng direksyon ng chemist ng Aleman na si Leopold Gmelin; at noong 1826, ng chemist ng Pranses na si Antoine-Jérome Balard. Gayunpaman, ang paglathala ng mga resulta ng eksperimento ni Balard ay nauna sa Löwig.

Ang bromine ay ang ika-62 na pinaka masaganang elemento sa Earth, na ipinamamahagi sa mga mababang konsentrasyon sa buong crust ng mundo. Sa dagat, ang average na konsentrasyon ay 65 ppm. Ang katawan ng tao ay naglalaman ng 0.0004% bromine, ang pag-andar nito na hindi tiyak na kilala.

Ang elementong ito ay sinasamantala sa komersyo sa mga brines o mga lugar na, dahil sa mga espesyal na kondisyon, ay mga lugar na mataas ang konsentrasyon ng mga asing-gamot; halimbawa, ang Dagat na Patay, na kung saan ang mga tubig ng mga kalapit na teritoryo ay nag-iipon, puspos ng mga asing-gamot.

Ito ay isang elemento ng kinakaing unti-unting pag-atake ng mga metal, tulad ng platinum at palyet. Natunaw sa tubig, ang bromine ay maaari ring magsagawa ng kinakaing unti-unting pagkilos nito sa mga tisyu ng tao, pinapalala ang sitwasyon dahil maaaring mabuo ang hydrobromic acid. Tungkol sa pagkakalason nito, maaari itong magdulot ng malaking pinsala sa mga organo, tulad ng atay, bato, baga at tiyan.

Ang bromine ay lubhang nakakapinsala sa kapaligiran, na 40-100 beses na mas mapangwasak sa layer ng ozon kaysa sa murang luntian. Ang kalahati ng pagkawala ng layer ng osono sa Antarctica ay ginawa ng mga reaksyon na nauugnay sa bromomethyl, isang tambalang ginamit bilang isang fumigant.

Marami itong gamit, tulad ng: retardant ng sunog, ahente ng pagpapaputi, disimpektante sa ibabaw, fuel additive, intermediate sa paggawa ng sedative, sa paggawa ng mga organikong kemikal, atbp.

Kasaysayan

Ang gawain ni Carl Löwig

Ang bromine ay natuklasan nang nakapag-iisa at halos kasabay ni Carl Jacob Löwig, isang kemikal na Aleman noong 1825, at ni Antoine Balard, isang chemist ng Pransya noong 1826.

Si Carl Löwig, isang alagad ng chemist ng Aleman na si Leopold Gmelin, ay nakolekta ng tubig mula sa isang tagsibol sa Bad Kreuznach at nagdagdag ng murang luntian dito; Matapos idagdag ang eter, ang pinaghalong likido ay hinalo.

Pagkatapos, ang eter ay distilled off at puro sa pagsingaw. Bilang isang resulta nakakuha siya ng isang mapula-pula na kayumanggi na sangkap, na kung saan ay bromine.

Ang gawain ni Antoine Balard

Si Balard, para sa kanyang bahagi, ay gumagamit ng mga abo mula sa isang kayumanggi algae na kilala bilang fucus at pinaghalo ang mga ito sa brine, na nakuha mula sa Flats ng Montpellier salt. Sa gayon ay pinakawalan niya ang bromine, na dumaan sa murang luntian sa pamamagitan ng may tubig na materyal na sumailalim sa pagkuha, kung saan naroroon ang magnesium bromide, MgBr ₂ .

Kasunod nito, ang materyal ay distilled sa pagkakaroon ng manganese dioxide at sulfuric acid, na gumagawa ng mga pulang vapors na nakalagay sa isang madilim na likido. Inisip ni Balard na ito ay isang bagong elemento at tinawag itong muride, na nagmula sa salitang Latin na muria, na kung saan ang brine ay itinalaga.

Naiulat na binago ni Balard ang pangalan mula sa muride hanggang brôme sa mungkahi ng Anglada o Gay-Lussac, batay sa katotohanan na ang brôme ay nangangahulugang napakarumi, na tumutukoy sa amoy ng natuklasang elemento.

Ang mga resulta ay nai-publish ng Belard sa Annales ng Chemie at Physique, bago inilathala ni Löwig.

Mula lamang sa 1858, posible na makabuo ng bromine sa makabuluhang dami; Sa taon na natagpuan at sinamantala ang mga deposito ng asin ng Stassfurt, na nagbunga ng bromine bilang isang produkto ng potash.

Istraktura at pagsasaayos ng elektron ng bromine

Molekula

Molekula ng Br2. Pinagmulan: Benjah-bmm27.

Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng bromine molekula, Br ₂ , na may isang compact na pattern ng pagpuno. Sa totoo lang, mayroong isang solong covalent bond sa pagitan ng dalawang mga atom ng bromine, Br-Br.

Bilang isang homogenous at diatomic molekula, kulang ito ng isang permanenteng dipole moment at maaari lamang makipag-ugnay sa iba ng parehong uri sa pamamagitan ng mga puwersa ng pagpapakalat sa London.

Ito ang dahilan kung bakit namumula ang mapula-pula na likido nito; sa mga molekula ng Br ₂ , bagaman medyo mabigat, ang kanilang mga intermolecular na puwersa ay pinipigil ang mga ito nang sama-sama.

Ang bromine ay hindi gaanong electronegative kaysa sa murang luntian, at samakatuwid ay may hindi gaanong kaakit-akit na epekto sa mga electron sa mga valence shell. Bilang isang resulta, nangangailangan ito ng mas kaunting enerhiya upang maglakbay ng mas mataas na antas ng enerhiya, sumisipsip ng berdeng mga photon, at sumasalamin sa isang mapula-pula na kulay.

Mga kristal

Ang istraktura ng kristal ng bromine. Pinagmulan: Ben Mills.

Sa phase ng gas, ang mga molekula ng Br _{2 ay} humihiwalay nang malaki hanggang sa walang mahusay na pakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Gayunpaman, sa ibaba ng natutunaw na punto nito, ang bromine ay maaaring mag-freeze sa mapula-pula na mga kristal na orthorhombic (tuktok na imahe).

Tandaan kung paano nakaayos ang mga molekulang Br ₂ sa isang maayos na paraan na mukhang "bulate ng bromine." Dito, at sa mga temperatura na ito (T <-7.2 ° C), ang mga pwersa ng pagkakalat ay sapat upang ang mga panginginig ng boses ng mga molekula ay hindi agad bumagsak ng kristal; ngunit gayon pa man, marami sa kanila ang patuloy na magbabawas.

Ang estado ng Valence layer at ang oksihenasyon

Ang pagsasaayos ng elektron ng bromine ay:

3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵

Ang pagiging 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁵ ang valence shell nito (bagaman ang 3d ¹⁰ orbital ay hindi gumaganap ng isang nangungunang papel sa mga reaksyong kemikal nito). Ang mga electron sa 4s at 4p orbitals ay ang pinakamalayo, na sumasaklaw sa 7, isang elektron lamang ang layo mula sa pagkumpleto ng valence octet.

Mula sa pagsasaayos na ito, ang posibleng estado ng oksihenasyon para sa bromine ay maaaring ibawas: -1, kung nakakakuha ito ng isang elektron na maging isoelectronic sa krypton; +1, iniwan ang 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁴ ; +3, +4 at +5, nawawala ang lahat ng mga electron mula sa orbital ng 4p (3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁰ ); at +7, walang iniwan na mga elektron sa orbital ng 4s (3d ¹⁰ 4s ⁰ 4p ⁰ ).

Ari-arian

Pisikal na hitsura

Madilim na mapula-pula na brown fuming liquid. Ito ay matatagpuan sa kalikasan bilang isang diatomic molekula, kasama ang mga atomo na naka-link sa pamamagitan ng isang covalent bond. Ang bromine ay isang likidong mas matindi kaysa sa tubig at lumubog dito.

Konting bigat

79.904 g / mol.

Atomikong numero

35.

Amoy

Isang madulas, naghihirap at nakakainis na usok.

Temperatura ng pagkatunaw

-7.2 ° C

Punto ng pag-kulo

58.8 ° C

Density (Br

3.1028 g / cm ³

Pagkakatunaw ng tubig

33.6 g / L sa 25 ° C. Ang solubility ng bromine sa tubig ay mababa at may posibilidad na tumaas na may bumababang temperatura; pag-uugali na katulad ng iba pang mga gas.

Solubility

Malayang natutunaw sa alkohol, eter, chloroform, carbon tetrachloride, carbon disulfide, at puro hydrochloric acid. Natutunaw sa di-polar at ilang mga polar solvent tulad ng alkohol, asupre acid at sa maraming mga halogenated na solvent.

Triple point

265.9 K sa 5.8 kPa.

Kritikal na punto

588 K sa 10.34 MPa.

Init ng pagsasanib (Br

10.571 kJ / mol.

Init ng singaw (Br

29.96 kJ / mol.

Ang kapasidad ng init ng Molar (Br

75.69 kJ / mol.

Presyon ng singaw

Sa temperatura ng 270 K, 10 kPa.

Temperatura ng pag-aapoy ng Auto

Hindi masusunog.

punto ng pag-aapoy

113 ° C.

Imbakan ng temperatura

Mula 2 hanggang 8 ºC.

Pag-igting sa ibabaw

40.9 mN / m sa 25 ° C.

Amoy na amang

0.05 - 3.5 ppm. 0.39 mg / m ³

Refractive index (ηD)

1.6083 sa 20 ° C, at 1.6478 sa 25 ° C.

Elektronegorya

2.96 sa scale ng Pauling.

Enerhiya ng ionization

- Unang antas: 1,139.9 kJ / mol.

- Pangalawang antas: 2,103 kJ / mol.

- Pangatlong antas: 3,470 kJ / mol.

Atomikong radyo

120 pm.

Covalent radius

120.3 pm.

Radyo ng Van der Waals

185 pm.

Reactivity

Ito ay hindi gaanong reaktibo kaysa sa klorin, ngunit mas reaktibo kaysa sa yodo. Ito ay isang oxidant na mas malakas kaysa sa murang luntian at mas malakas kaysa sa yodo. Ito rin ay isang mas mahina na pagbabawas ng ahente kaysa sa yodo, ngunit mas malakas kaysa sa murang luntian.

Ang singaw ng klorin ay lubos na nakakadilim sa maraming mga materyales at tisyu ng tao. Pag-atake ng maraming elemento ng metal, kabilang ang platinum at palladium; ngunit hindi ito umaatake ng tingga, nikel, magnesiyo, iron, zinc, at sa ilalim ng 300 ºC ni sodium.

Ang bromine sa tubig ay sumasailalim ng pagbabago at nagiging bromide. Maaari rin itong umiiral bilang bromate (BrO ₃ ^- ), depende sa pH ng likido.

Dahil sa pagkilos ng oxidizing na ito, maaaring mapukaw ng bromine ang pagpapakawala ng mga free radical na oxygen. Ang mga ito ay malakas na mga oxidant at maaaring maging sanhi ng pinsala sa tisyu. Gayundin, ang bromine ay maaaring kusang mag-apoy kapag pinagsama sa potasa, posporus, o lata.

Aplikasyon

Ang additive ng gasolina

Ang Ethylene dibromide ay ginamit upang alisin ang mga potensyal na lead deposit mula sa mga makina ng sasakyan. Matapos ang pagkasunog ng gasolina, na ginamit ng tingga bilang isang additive, ang bromine ay sinamahan ng tingga upang mabuo ang lead bromide, isang pabagu-bago ng gas na pinalayas sa pamamagitan ng tailpipe.

Bagaman ang tinanggal na bromine ay humantong mula sa gasolina, ang mapanirang pagkilos nito sa layer ng osono ay napakalakas, kaya't ito ay itinapon sa application na ito.

Mga Pesticides

Ang Methylene o bromomethyl bromide ay ginamit bilang isang pestisidyo upang linisin ang mga lupa, lalo na upang maalis ang mga parasito na nematod, tulad ng hookworm.

Gayunpaman, ang paggamit ng karamihan sa mga compound na naglalaman ng bromine ay itinapon dahil sa kanilang mapanirang pagkilos sa layer ng ozon.

Ang control emission control

Ang bromine ay ginagamit sa ilang mga halaman upang mabawasan ang paglabas ng mercury, isang napaka-nakakalason na metal.

Potograpiya

Ang pilak na bromide, bilang karagdagan sa pilak iodide at pilak na klorido, ay ginagamit bilang isang sensitibong light-compound sa mga photographic emulsions.

Mga pagkilos ng therapeutic

Ang potassium bromide, pati na rin ang lithium bromide, ay ginamit bilang pangkalahatang sedatives noong ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo. Ang mga brideside sa anyo ng mga simpleng asing ay ginagamit pa rin sa ilang mga bansa bilang mga anticonvulsant.

Gayunpaman, hindi inaprubahan ng Estados Unidos ang FDA ang paggamit ng bromine para sa paggamot ng anumang sakit ngayon.

Ang retardant ng apoy

Ang bromine ay binago ng apoy sa hydrobromic acid, na nakakasagabal sa reaksyon ng oksihenasyon na nangyayari sa panahon ng apoy, at nagiging sanhi ng pagkalipol nito. Ang mga polimer na naglalaman ng bromine ay ginagamit upang makagawa ng mga resin ng retardant ng sunog.

Pampalasa

Ang mga bakas ng potassium bromate ay naidagdag sa harina upang mapabuti ang pagluluto.

Reagents at chemical intermediate

Ang hydrogen bromide ay ginagamit bilang isang pagbabawas ng ahente at katalista para sa mga organikong reaksyon. Ang bromine ay ginagamit bilang isang intermediate na kemikal sa paggawa ng mga gamot, haydroliko na likido, mga ahente ng paglamig, dehumidifier, at sa paghahanda ng buhok.

Natagpuan din nito ang paggamit sa paggawa ng mahusay na pagbabarena ng likido, mga produkto para sa pagdidisimpekta ng tubig, mga ahente ng pagpapaputi, mga disimpektante sa ibabaw, mga tina, mga additives ng gasolina, atbp.

Aksyon sa biyolohikal

Ang isang pag-aaral na isinasagawa noong 2014 ay nagpapahiwatig na ang bromine ay isang kinakailangang cofactor para sa biosynthesis ng collagen IV, na gumagawa ng bromine isang mahalagang elemento para sa pag-unlad ng tisyu ng hayop. Gayunpaman, walang impormasyon tungkol sa mga kahihinatnan ng isang kakulangan sa elemento.

Saan matatagpuan ito

Ang bromine ay nakuha sa komersyo mula sa malalim na mga minahan ng asin at mga pits ng brine na matatagpuan sa estado ng Arkansas, at sa Great Salt Lake ng Utah, kapwa sa Estados Unidos. Ang huling brine ay may konsentrasyon ng bromine na 0.5%.

Upang kunin ang bromine, ang mainit na gaseous chlorine ay idinagdag sa brine, upang ma-oxidize ang mga bromide ions sa solusyon, pagkolekta ng elemental bromine.

Ang Patay na Dagat, sa hangganan sa pagitan ng Jordan at Israel, ay isang saradong dagat na nasa ilalim ng antas ng dagat, na ginagawang napakataas na konsentrasyon ng mga asing-gamot.

Ang bromine at potash ay nakuha doon sa komersyo, sa pamamagitan ng pagsingaw ng mataas na tubig ng asin mula sa Patay na Dagat. Sa dagat na ito ang bromine na konsentrasyon ay maaaring umabot sa 5 g / L.

Natagpuan din ito sa mataas na konsentrasyon sa ilang maiinit na bukal. Halimbawa, ang Brominite, ay isang pilak na bromide na mineral na matatagpuan sa Bolivia at Mexico.

Mga panganib

Ang bromine sa estado ng likido ay dumidikit sa mga tisyu ng tao. Ngunit ang pinakamalaking panganib sa tao ay nagmula sa fume bromine at kanilang paglanghap.

Ang paghinga sa isang kapaligiran na may konsentrasyon ng bromine na 11-23 mg / m ^{3 ay} gumagawa ng malubhang pagkagulat. Ang konsentrasyon ng 30-60 mg / m ³ ay lubhang nakakapinsala. Samantala, ang isang konsentrasyon ng 200 mg ay maaaring nakamamatay.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Bromine. PubChem Database. CID = 23968. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Ross Rachel. (Pebrero 8, 2017). Mga katotohanan tungkol sa bromine. Nabawi mula sa: livesscience.com
4. Wikipedia. (2019). Borax. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. Lenntech BV (2019). Bromine. Nabawi mula sa: lenntech.com