Зарубежная литература примеры. История зарубежной литературы
Природный бром представляет смесь двух нуклидов с массовыми числами 79 (в смеси 50,56% по массе) и 81. Конфигурация внешнего электронного слоя 4s 2 p 5 . В соединениях проявляет степени окисления 1, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII), причем наиболее характерны степени окисления 1 и +5.
Расположен в четвертом периоде в группе VIIА периодической системы элементов Менделеева.
Радиус нейтрального атома брома 0,119 нм, ионные радиусы Вr , Вr 3+ , Вr 5+ и Вr 7+ равны, соответственно, 0,182; 0,073; 0,045 и 0,039 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома брома равны, соответственно, 11,84; 21,80; 35,9; 47,3 и 59,7 эВ. Сродство к электрону 3,37 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность брома 2,8.
Название: связано с тем, что у брома тяжелый, неприятный запах паров (от греческого bromos зловоние).
История открытия: к открытию брома привели исследования французского химика А.Балара, который в 1825 году, действуя хлором на водный раствор, полученный после промывания золы морских водорослей, выделил темно-бурую дурно пахнущую жидкость. Эту жидкость, полученную также из морской воды, он назвал муридом (от лат. muria соляной раствор, рассол) и послал сообщение о своем открытии в Парижскую академию наук. Комиссия, созданная для проверки этого сообщения, не приняла название Балара и назвала новый элемент бромом. Открытие брома сделало молодого и мало кому известного ученого знаменитым. После появления статьи Балара оказалось, что склянки с аналогичным веществом ждали исследования у немецких химиков К. Левига и Ю. Либиха. Упустивший возможность открыть новый элемент, Либих воскликнул: “Это не Балар открыл бром, а бром открыл Балара”.
Свойства: при обычных условиях бром тяжелая (плотность 3,1055 г/см 3) красно-бурая густая жидкость с резким запахом. Бром относится к числу простых веществ, жидких при обычных условиях (кроме брома, таким веществом является еще ). Температура плавления брома 7,25°C, температура кипения +59,2°C. Стандартный электродный потенциал Вr 2 /Вr в водном растворе равен +1,065 В.
В свободном виде существует в виде двухатомных молекул Br 2 . Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800°C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры. Диаметр молекулы Br 2 0,323 нм, межъядерное расстояние в этой молекуле 0,228 нм.
Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде (3,58 г в 100 г воды при 20°C), раствор называют бромной водой. В бромной воде протекает реакция с образованием бромоводородной и неустойчивой бромноватистой кислот:
Br 2 + H 2 O = HBr + HBrO.
С большинством органических растворителей бром смешивается во всех отношениях, при этом часто происходит бромирование молекул органических растворителей.
По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором (Cl) и иодом (I) . При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод (I) :
Br 2 + 2KI = I 2 + 2KBr.
Бром сильный окислитель, он окисляет сульфит-ион до сульфата, нитрит-ион до нитрата и т.д.
При взаимодействии с органическими соединениями, содержащими двойную связь, бром присоединяется, давая соответствующие дибромпроизводные:
C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2 .
Присоединяется бром и к органическим молекулам, в составе которых есть тройная связь. Обесцвечивание бромной воды при пропускании через нее газа или добавлении к ней жидкости свидетельствует о том, что в газе или в жидкости присутствует непредельное соединение.
При нагревании в присутствии катализатора бром реагирует с бензолом с образованием бромбензола C 6 H 5 Br (реакция замещения).
При взаимодействии брома с растворами щелочей и с растворами карбонатов натрия (Na) или калия (K) образуются соответствующие бромиды и броматы, например:
Br 2 + 3Na 2 CO 3 = 5NaBr + NaBrO 2 + 3CO 2 .
Нахождение в природе: бром довольно редкий в земной коре элемент. Его содержание в ней оценивается в 0,37·10 4 % (примерно 50-е место).
Химически бром высоко активен и поэтому в свободном виде в природе не встречается. Входит в состав большого числа различных соединений (бромиды натрия (Na) , калия (K) , магния (Mg) и др.), сопутствующих хлоридам натрия, калия и магния. Собственные минералы брома бромаргирит (бромид серебра (Ag) AgBr) и эмболит (смешанный хлорид и бромид серебра (Ag)) чрезвычайно редки. Источником брома служат воды горьких озер, соляные рассолы, сопутствующие нефти и различным соляным месторождениям, и морская вода (65·10 4 %) , более богато бромом Мертвое море. В настоящее время бром обычно извлекают из вод некоторых горьких озер, одно из которых расположено, в частности, в нашей стране в Кулундинской степи (на Алтае).
Применение: бром применяют при получении ряда неорганических и органических веществ, в аналитической химии. Соединения брома используют в качестве топливных добавок, пестицидов, ингибиторов горения, а также в фотографии. Широко известны содержащие бром лекарственные препараты. Следует отметить, что расхожее выражение: “врач прописал бром по столовой ложке после еды” означает, разумеется, лишь то, что прописан водный раствор бромида натрия (или калия), а не чистый бром. Успокаивающее действие бромистых препаратов основано на их способности усиливать процессы торможения в центральной нервной системе.
Особенности работы с бромом: при работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, перчатками. ПДК паров брома 0,5 мг/м 3 . Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001% (по объему) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, а при более высоких концентрациях спазмы дыхательных путей, удушье. При попадании в организм токсическая доза составляет 3 г, летальная от 35 г. При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух, для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом, на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные ожоги.
Жидкость красно-бурого цвета, с резким специфическим запахом, плохо растворимая в воде, но растворяющаяся в бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях. Такой ответ можно дать на вопрос: "Что такое бром?" Соединение относится к группе наиболее активных неметаллов, реагируя со многими простыми веществами. Оно является сильно токсичным: вдыхание его паров раздражает дыхательные пути, а попадание на кожу вызывает тяжелые, длительно не заживающие ожоги. В нашей статье мы изучим его физические свойства, а также рассмотрим химические реакции, характерные для брома.
Главная подгруппа седьмой группы - место положения элемента в периодической системе химических элементов. На последнем энергетическом слое атома находится два s-электрона и пять p-электронов. Как и все галогены, бром имеет значительное сродство к электрону. Это значит, что он легко притягивает в свою электронную оболочку отрицательные частицы других химических элементов, становясь анионом. Молекулярная формула брома - Br 2 . Атомы соединяются между собой с помощью совместной пары электронов, такой тип связи называется ковалентной. Она также является неполярной, располагаясь на одинаковом расстоянии от ядер атомов. Ввиду достаточно большого радиуса атома - 1,14A°, окислительные свойства элемента, его электроотрицательность и неметаллические свойства становятся меньше, чем у фтора и хлора. Температура кипения, наоборот, повышается и составляет 59,2 °C, относительная молекулярная масса брома равна 180. В свободном состоянии из-за высокой активности элемент как простое вещество не встречается. В природе его можно обнаружить в связанном состоянии в виде солей натрия, магния, калия, особенно высоко их содержание в морской воде. Некоторые виды бурых и красных водорослей: саргассум, фукус, батрахоспермум, содержат большое количество брома и йода.
Реакции с простыми веществами
Для элемента характерно взаимодействие со многими неметаллами: серой, фосфором, водородом:
Br 2 + H 2 = 2HBr
Однако бром непосредственно не реагирует с азотом, углеродом и кислородом. Большинство металлов легко окисляются бромом. Пассивны к действию галогена лишь некоторые из них, например, свинец, серебро и платина. Реакции с бромом более активных галогенов, таких, как фтор и хлор, проходят быстро:
Br 2 +3 F 2 = 2 BrF 3
В последней реакции степень окисления элемента равна +3, он выступает в роли восстановителя. В промышленности бром получают окислением бромоводорода более сильным галогеном, например, хлором. Основными источниками сырья для получения соединения служат подземные буровые воды, а также сильно концентрированный раствор соляных озер. Галоген может взаимодействовать со сложными веществами из класса средних солей. Так, при действии бромной воды, имеющей красно-бурую окраску, на раствор сульфита натрия, мы наблюдаем обесцвечивание раствора. Это происходит по причине окисления бромом средней соли - сульфита до сульфата натрия. Сам же галоген восстанавливается, переходя в вид бромоводорода, не имеющего цвета.
Взаимодействие с органическими соединениями
Молекулы Br 2 способны к взаимодействию не только с простыми, но и со сложными веществами. Например, реакция замещения проходит между ароматическим углеводородом бензолом и бромом при нагревании, в присутствии катализатора - бромида трехвалентного железа. Она заканчивается образованием бесцветного соединения, не растворимого в воде - бромбензола:
C 6 H 6 + Br 2 = C 6 H 5 Br + HBr
Простое вещество бром, растворенное в воде, используется в качестве индикатора для определения наличия в молекуле органических веществ непредельных связей между атомами углерода. Такой качественной реакцией находят в молекулах алкенов или алкинов пи-связи, от которых зависят основные химические реакции указанных углеводородов. Соединение вступает в реакции замещения с предельными углеводородами, при этом образуя производные метана, этана и других алканов. Известна реакция присоединения частиц брома, формула которых Br2, к непредельным веществам с одной или двумя двойными, или с тройной связью в молекулах, например, к таким, как этен, ацетилен или бутадиен.
СН 2 =СН 2 + Br 2 = CH 2 Br - CH 2 Br
С указанными углеводородами может реагировать не только простое вещество, но и его водородное соединение - HBr.
Особенности взаимодействия галогена с фенолом
Органическое вещество, состоящее из бензольного ядра, связанного с гидроксильной группой, - это фенол. В его молекуле прослеживается взаимное влияние групп атомов друг на друга. Поэтому реакции замещения с галогенами у него протекают значительно быстрее, чем у бензола. Причем для процесса не требуется нагревание и присутствие катализатора. Сразу три атома водорода в молекуле фенола замещаются радикалами брома. В результате реакции образуется трибромфенол.
Кислородные соединения брома
Продолжим изучение вопроса, что такое бром. Взаимодействие галогена с холодной водой приводит к получению бромноватистой кислоты HBrO. Она является более слабой, чем соединение хлора, за счет снижения ее окислительных свойств. Еще одно соединение - бромноватая кислота, может быть получено путем окисления бромной воды хлором. Ранее в химии считали, что у брома не может быть соединений, в которых он мог бы проявлять степень окисления +7. Однако окислением бромноватого калия была получена соль - бромат калия, а из нее - и соответствующая кислота - HBrO 4 . Ионы галогенов имеют восстановительные свойства: при действии молекул HBr на металлы последние окисляются катионами водорода. Поэтому с кислотой взаимодействуют только те металлические элементы, которые стоят в ряду активности до водорода. В результате реакции образуются средние соли - бромиды, и выделяется свободный водород.
Применение соединений брома
Высокая окислительная способность брома, масса которого достаточно велика, широко используется в аналитической химии, а также в химии органического синтеза. В сельском хозяйстве препараты, содержащие бром, применяют в борьбе с сорняками и насекомыми - вредителями. Антипирены - вещества, предотвращающие самовозгорание, используют для пропитки строительных материалов, пластмассы, ткани. В медицине давно известно тормозящее действие солей: бромида калия и натрия - на прохождение биоэлектрических импульсов по нервным волокнам. Их применяют при лечении расстройств нервной системы: истерии, неврастении, эпилепсии. Учитывая сильную токсичность соединений, дозировка препарата должна контролироваться врачом.
В нашей статье мы выяснили, что такое бром, и какие физические и химические свойства для него характерны.
