Brom | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brombirne. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Position im Periodensystem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Symbol | Br | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nachname | Brom | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ordnungszahl | 35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zeitraum | 4 th Zeitraum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | Block p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Halogen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronische Konfiguration | [ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronen nach Energieniveau | 2, 8, 18, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomare Eigenschaften des Elements | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 79,904 ± 0,001 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (calc) | 115 Uhr ( 94 Uhr ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 120 ± 15 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals Radius | 195 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustand | -1, 0, 1, 3, 5, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität ( Pauling ) | 2,96 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Starke Säure | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionisierungsenergien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 11.8138 eV | 2 e : 21,591 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 rd : 36 eV | 4 e : 47,3 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 59,7 eV | 6 e : 88,6 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 e : 103,0 eV | 8 e : 192,8 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Die meisten stabilen Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalzustand | Flüssigkeit ( nicht magnetisch ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Allotrop im Standardzustand | Dibrom Br 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse |
7,59 g · l & supmin; ¹ (Gas) 3,12 g · cm -3 (flüssig, 20 ° C ) |
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Kristallsystem | Orthorhombisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farbe | rötlich-braun | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | -7,2 ° C. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 58,8 ° C. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergie | 5,286 kJ · mol & supmin; ¹ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungsenergie |
29.96 kJ · mol -1 ( 1 atm , 58,8 ° C ); 30.91 kJ · mol -1 ( 1 atm , 25 ° C ) |
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Molvolumen | 21,055 × 10 –3 m 3 · mol –1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck | 5.800 Pa bei 6,95 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | 206 m · s -1 bis 20 ° C. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massive Hitze | 480 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 0.122 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verschiedene | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vorsichtsmaßnahmen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dibrom Br 2 ::
Achtung H314, H330, H400, P210, P273, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P309 + P310, P403 + P233, H314 : Verursacht schwere Verätzungen der Haut und Augenschäden H330 : Lebensgefahr bei Einatmen H400 : Sehr giftig für Wasserorganismen P210 : Von Hitze / Funken / offener Flamme / heißen Oberflächen fernhalten . - Rauchen verboten. P273 : Vermeiden Sie die Freisetzung in die Umwelt. P304 + P340 : Nach dem Einatmen: Das Opfer an die frische Luft bringen und in einer für das Atmen angenehmen Position in Ruhe halten. P305 + P351 + P338 : Wenn in den Augen: Vorsichtig einige Minuten mit Wasser abspülen . Entfernen Sie Kontaktlinsen, wenn das Opfer sie trägt, und sie können leicht entfernt werden. Weiter spülen. P309 + P311 : Bei Exposition oder Unwohlsein: Sofort ein GIFTZENTRUM oder einen Arzt anrufen. P403 + P233 : An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Halten Sie den Behälter fest verschlossen. |
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Transport | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dibrom Br 2 ::
886 : sehr ätzende und giftige Substanz UN-Nummer : 1744 : BROM; oder Bromlösung Klasse: 8 Etiketten: 8 : Ätzende Stoffe 6.1 : Giftige Stoffe Verpackung: Verpackungsgruppe I : sehr gefährliche Stoffe; |
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Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Das Brom ist das chemische Element der Ordnungszahl 35, Symbol Br. Es gehört zur Familie der Halogene . Sein Name leitet sich vom griechischen Brom ( "Gestank" ) aufgrund seines stechenden Geruchs ab.
Unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen ist der einzelne Bromkörper eine bräunliche Flüssigkeit mit der chemischen Formel Br 2 ( Dibrom , gebildet aus zweiatomigen homonuklearen Molekülen ). Carl Löwig und Antoine-Jérôme Balard entdeckten diesen einfachen Körper 1825 und 1826 unabhängig voneinander.
Nicht sehr reichlich vorhanden, es ist nur das 62 nd chemisches Element in der Erdkruste . In der Natur liegt es nie in Form eines Dibroms vor, sondern meist in Form von Bromid . Aufgrund der Auswaschung von Gesteinen und der hohen Löslichkeit vieler Metallbromide hat sich Brom in den Ozeanen angesammelt (wo es jedoch 289-mal weniger häufig vorkommt als Chlor): Meerwasser ist ein Bromerz. Die Gewässer des Toten Meeres enthalten 50.000 ppm Bromidionen und bilden mit Lagerstätten in den USA und China die wichtigsten Reserven der Welt.
In Erzen wird das Bromidion häufig mit Silber assoziiert . Die entsprechenden Mineralien sind:
Es scheint nicht nur zum Abbau der Ozonschicht beitragen zu können, sondern scheint auch eine katalytische Rolle bei dem ökotoxikologisch besorgniserregenden atmosphärischen Phänomen zu spielen, das als „ Quecksilberregen “ bekannt ist (in etwa 80% der Fälle). Es wird insbesondere durch die Verbrennung von Abfällen in die Luft abgegeben, und für viele Sektoren gibt es keine Emissionsgrenzwerte (ELV) in der Luft oder in Abwassereinleitungen. In Frankreich wurden seit 2013 in bestimmten ICPEs die Emissionen von Brom und gasförmigen anorganischen Bromverbindungen (ausgedrückt in HBr) reguliert: Ihr stündlicher Durchfluss darf 50 g / h nicht überschreiten, und 5 mg / m³ Gas dürfen in das Gas freigesetzt werden. “ Atmosphäre.
Die erste verwendete Bromverbindung (lange bevor das chemische Element isoliert wurde) stammt aus der Antike. Das in der Bibel erwähnte und den Römern als Tyrs Purpur bekannte prächtige Pigment wurde 1909 von P. Friedländer analysiert; es ist 6,6'-Dibromindigo. Dieser Farbstoff wurde zu der Zeit aus der Schnecke Murex brandaris extrahiert . Es dauerte 12.000, um 1,5 g Farbstoff herzustellen .
Brom wurde 1826 von Antoine-Jérôme Balard und 1825 von Carl Löwig unabhängig entdeckt . Sehen Sie ein Faksimile von Balards Memoiren unter dieser Referenz.
Der Chemiker Antoine-Jérôme Balard fand das Brom in den Mutterlaugen, die nach der Kristallisation von Natriumchlorid und Natriumsulfat aus den Salzwiesen von Montpellier zurückblieben . Der junge Balard (23 Jahre alt) hatte bei Zugabe von Chlor die gelb-anhaltende Färbung dieses Wassers bemerkt. Die Extraktion mit Ether und Kali führte zu einem Salz (KBr), das mit Mangandioxid MnO 2 (Oxidationsmittel) in Gegenwart von Schwefelsäure behandelt wurde . So erhielt er eine rote Flüssigkeit (Br 2 ). Balard entwickelte schnell die Chemie von Brom und erkannte seinen elementaren Charakter im Vergleich zu dem 15 Jahre zuvor isolierten Iodmonochlorid ICl. Balard nannte dieses Element "murid", abgeleitet von der lateinischen muria .
Ein Jahr zuvor, 1825, war es dem Chemiker Carl Löwig gelungen, ein kleines Dibrom durch Extraktion aus einer Wasserprobe zu isolieren. Um das Dibrom aus dem Wasser zu extrahieren, sättigte er die Lösung mit Chlor und extrahierte sie aufgrund ihrer Löslichkeit in Diethylether . Das Verdampfen dieses Lösungsmittels hinterließ eine braune flüssige Substanz. Die Verzögerung bei der Veröffentlichung seiner Entdeckung ermöglichte es Antoine Balard jedoch, die Entdeckung dieses neuen chemischen Elements zuerst zu veröffentlichen.
Nachdem die drei französischen Chemiker Louis-Nicolas Vauquelin , Louis Jacques Thénard und Louis Joseph Gay-Lussac Balards Entdeckung genehmigt hatten, wurden seine Ergebnisse der Akademie der Wissenschaften vorgelegt und im Annales de chimie et physique veröffentlicht . In seiner Veröffentlichung auf Wunsch von M. Anglada änderte Balard den Namen in murinem Brôme oder Brom , griechisch βρῶμος ( Bromos ), was "Gestank" bedeutet.
Brom (zusammen mit Chlor und Jod) hat in der Geschichte der Chemie einen wichtigen Platz eingenommen, um die Struktur organischer Verbindungen zu verstehen. Zum Beispiel formulierte Jean-Baptiste Dumas 1838 (lange bevor die Tetravalenz von Kohlenstoff festgestellt wurde) eine Substitutionstheorie, deren Regeln besagten, dass während der Dehydrierung durch Chlor, Brom oder Jod ein H-Atom durch ein ersetzt wurde Halogenatom.
Die industrielle Herstellung von Brom resultiert aus der Oxidation von Bromidionen durch Chlor. Die Bromidquelle in Amerika ist normalerweise Arkansas- Sole, die 4000-5000 ppm enthält . Europäische Nationen beziehen ihre Vorräte hauptsächlich aus den Gewässern des Toten Meeres ( 4000-6000 ppm ). Meerwasser enthält nur 65 ppm , bleibt aber eine verwendete Quelle. Frankreich produzierte bis 1998 Brom aus Sylvinit, das aus den Mines de Potasse d'Alsace gewonnen wurde .
Nach der Oxidation mit Chlor wird das Brom durch Einblasen eines Luftstroms in die Salzlösung extrahiert. Das Dibrom wird dann kondensiert und gereinigt. Obwohl das Verfahren im Prinzip einfach ist, erfordert es aus technologischer Sicht die Verwendung von Materialien, die sehr oxidationsbeständig sind.
Zu Beginn des XXI ten Jahrhunderts, ist die Weltproduktion vor allem in den USA, die von Israel aufmerksam verfolgt werden (die eine große Lagerstätte in der hat vom Toten Meer ), während die Völker Europas , die das sind 3 th Produzent produziert nur 6% der der Weltmarkt .
Die weltweite Nachfrage nach Brom wurde durch den zunehmenden Einsatz in bestimmten Pestiziden, Kraftstoffadditiven, Bohrölen und Bioziden, vor allem aber in Flammschutzmitteln, angekurbelt (obwohl in den 1960er Jahren nur 5% des weltweit extrahierten Broms zur Herstellung von Flammschutzmitteln verwendet wurden Diese Rate wurde auf 38% erhöht, und die jährliche Produktion stieg weiter an und erreichte im Jahr 2000 etwa 540.000 Tonnen. Die Verwendung als Kraftstoffadditiv ging von 1970 bis 1995 zurück, während die Verwendung als Flammschutzmittel umgekehrt zunahm.
Als starkes Oxidationsmittel ist Brom mit den meisten organischen und anorganischen Verbindungen nicht kompatibel. Beim Transport von Brom (normalerweise in mit Blei ausgekleideten Stahltanks, die von starken Metallrahmen getragen werden) ist Vorsicht geboten.
In den USA wird es als „ extrem gefährlicher Stoff “ im Sinne von Abschnitt 302 des US-amerikanischen Gesetzes über Notfallplanung und -recht (42 USC 11002) eingestuft. Es unterliegt strengen Berichtspflichten der Unternehmen oder Körperschaften, die es in großen Mengen herstellen, verwenden oder lagern.
Brom hat 32 bekannte Isotope mit Massenzahlen zwischen 66 und 97 sowie 13 Kernisomere . Unter diesen Isotopen sind nur zwei stabil, Brom 79 und Brom 81, die das gesamte natürliche Brom in einer Menge von 50,69 bzw. 49,31% ausmachen. Die Standardatommasse von Brom beträgt daher 79,904 (1) u .
Das langlebigste Radioisotop ist Brom 77 mit einer Halbwertszeit von 57.036 Stunden.
Unter normalen Bedingungen ist das Dibrom eine Flüssigkeit mit einer Dichte von mehr als 3 (was im Vergleich zu üblichen Flüssigkeiten viel ist, aber deutlich weniger als Quecksilber mit einer Dichte nahe 13,6) und einer braunroten Farbe. Es ist giftig und bei normalem Druck nichtmetallisch (es wird bei sehr hohem Druck ab 55 GPa giftig ). Bei normaler Temperatur ist es eine extrem flüchtige Flüssigkeit, die rötliche Dämpfe abgibt, die die gleiche Farbe wie Stickstoffdioxid haben . Dibrom ist neben Quecksilber der einzige einfache Körper, der bei Raumtemperatur flüssig ist. Es gibt einen erstickenden Geruch ab, der dem von Chlor ähnelt . Sein Schmelzpunkt beträgt –7,2 ° C ( –7,2 ° C , 265,8 K); In einer kalten Umgebung kann das Brom daher leicht gefrieren. Sein Siedepunkt ist nicht sehr hoch: 58,8 ° C ( 58,8 ° C , 332 K), da die Wechselwirkungen zwischen Dibrommolekülen schwach attraktiv sind; Sie sind Wechselwirkungen von van der Waals .
Dibrom ist oxidierender als Diod, aber weniger als Chlor . Sein Redoxpotential beträgt E ° = 1,07 V (1,36 V für Cl 2 / Cl - und 0,54 V für I 2 / I - ). Es reagiert mit den meisten anderen einfachen Körpern, so dass die Metalle Salze bilden: Natriumbromid , Bromid, Eisen usw.
Brom ist eines der sieben Elemente, aus denen ein zweiatomiges Molekül besteht , wie O 2 , N 2 usw. Es reagiert mit den meisten organischen Verbindungen.
Die Wasserlöslichkeit von Dibromen ist viel höher als die anderer Dihalogene. Es ist 35 Gramm pro Liter oder 0,214 mol.L −1 . Die Lösung von Brom in Wasser wird "Bromwasser" genannt; es erzeugt einen Bromdampf, der umso bunter wird, wenn das Bromwasser konzentriert wird ( Henry-Gesetz ). Bromwasser ist leicht sauer (bis zu pH = 2,6 für hohe Konzentration). Dibrom ist auch in organischen Lösungsmitteln weitgehend löslich.
Das chemische Element Brom ist Teil der Zusammensetzung mehrerer halogenierter Verbindungen: BrF, BrF 3 , BrF 5 , BrCl und IBr. Ihre Bildung erfolgt durch direkte Wechselwirkung zwischen den entsprechenden Dihalogenen in der richtigen Stöchiometrie. In den BrF 3 -Verbindungen und in BrF 5 ist das Zentralatom Br. Letzteres nimmt eine Geometrie an, die der der VSEPR-Theorie entspricht . Interhalogenierte Anionen, Polyhalogenide genannt, existieren auch als BrF 6 - .
Unter stark oxidierenden Bedingungen, Br 2 wird kationischer (Br 2 + ). Es ist das Dibrominiumkation. Das Br 5 + -Kation existiert ebenfalls.
In Wasser in Gegenwart von Bromidionen wird das Dibrom in das Tribromid Br 3 - umgewandelt (wie das Triiodidion I 3 - , besser bekannt). In einem basischen wässrigen Medium disproportioniert das Dibrom in Bromidionen Br - und Bromationen BrO 3 - , was in einem Pourbaix-Diagramm deutlich gezeigt wird . In Wasser existieren die Einheiten Br 2 , Br 3 - , HBrO, BrO - , HBrO 3 und BrO 3 - nebeneinander.
Das Silberbromid AgBr ist weniger löslich als sein Gegenstück AgCl und mehr als AgI. Die Ausfällung von AgBr durch Zugabe einer Silbernitratlösung zu einer Natriumbromidlösung ist eine klassische Reaktion in der qualitativen oder quantitativen analytischen Chemie. Letzterem kann eine Potentiometrie mit einer Silberelektrode und einer Kalomelreferenzelektrode folgen, die durch eine Natriumnitratverlängerung geschützt sind.
In der Koordinationschemie , die spektrochemischen Reihe zeigt , daß die Bromid - Liganden haben ein schwächeres Feld als die Chloridliganden.
In der organischen Chemie hydrolysieren Alkylhalogenide in Gegenwart von Wasser ziemlich leicht. Allgemeiner ist das Bromidion unter den Bedingungen einer nukleophilen Substitution eine gute Abgangsgruppe .
Reines Brom ist ein neurotoxischer und endokriner Disruptor. Eine Studie aus dem Jahr 2014 legt jedoch nahe, dass dieses Element in Form eines Bromidions (nicht sehr toxisch) ein Cofaktor ist, der für die Biosynthese von Kollagen IV erforderlich ist, was es zum wesentlichen Element für die Basalmembranarchitektur macht und Gewebeentwicklung bei Tieren. Es wurden jedoch keine offensichtlichen Symptome oder ein Entzugssyndrom dokumentiert.
In anderen biologischen Funktionen scheint das Bromidion, ohne ein wesentliches Element zu sein, immer dort vorteilhaft zu sein, wo es das Chlor ersetzt. Beispielsweise bietet die Eosinophilenperoxidase in Gegenwart von Wasserstoffperoxid (H2O2), das von Eosinophilen und Chlorid- oder Bromidionen gebildet wird, einen wirksamen Mechanismus, durch den Eosinophile mehrzellige Parasiten (wie beispielsweise Nematodenwürmer, die an der Filariose beteiligt sind ) und bestimmte Bakterien abtöten ( zB Tuberkulose ). Eosinophile Peroxidase ist eine Haloperoxidase, die zu diesem Zweck bevorzugt Chloridbromid verwendet und Hypobromit (hypobrome Säure) erzeugt, obwohl die Verwendung von Chlorid möglich ist.
Α-Halogenester gelten als hochreaktiv und daher bei der organischen Synthese toxisch. Säugetiere (einschließlich Menschen, Katzen und Ratten) scheinen jedoch Spuren (α-Bromester, 2-Octyl-4-brom-3-oxobutanoat) in ihrer Cerebrospinalflüssigkeit zu biosynthetisieren, wo dies noch eine Rolle spielen würde, um bei der Induktion von REM geklärt zu werden schlafen .
Neutrophile Myeloperoxidase kann Desoxycytidin, H2O2 und Bromat verwenden, was zu DNA-Mutationen führen kann.
Elementares Brom ist giftig und ätzend (es verursacht Verätzungen der Haut, der Schleimhäute oder des Fleisches), und sein Einatmen als Gas oder Dampf führt zu Reizungen der Atemwege, die sich durch Husten manifestieren und dann zum Ersticken führen (über eine bestimmte inhalierte Schwelle hinaus) ). Chronische Exposition führt zu häufigen Bronchialinfektionen und allgemeiner Verschlechterung der Gesundheit.
Die US-amerikanische Arbeitsschutzbehörde (OSHA) hat eine zulässige Expositionsgrenze (PEL) für Brom bei einem zeitgewichteten Durchschnitt (TWA) von 0,1 ppm festgelegt. Das Nationale Institut für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (NIOSH) hat eine empfohlene Expositionsgrenze (REL) von 0,1 ppm TWA und eine kurzfristige Grenze von 0,3 ppm festgelegt. Die Exposition gegenüber unmittelbar lebens- und gesundheitsgefährdendem Brom (IDLH) beträgt 3 ppm.
Das Bromidanion ist nicht sehr giftig. Die normale tägliche Aufnahme beträgt nach Nielsen (2000) 2 bis 8 Milligramm. Eine chronische Exposition gegenüber hohen Bromidspiegeln verändert jedoch die Membran von Neuronen, was die Übertragung von Nervenimpulsen zunehmend behindert und zu einer chronischen Vergiftung führt, die als Bromismus bekannt ist . Bromid hat eine Eliminationshalbwertszeit von 9 bis 12 Tagen, was zu einer übermäßigen Akkumulation führen kann. Dosen von 0,5 bis 1 Gramm Bromid pro Tag können Bromismus induzieren. In der Vergangenheit lag die therapeutische Dosis von Bromid bei etwa 3 bis 5 Gramm Bromid, weshalb Vergiftungen häufig waren. Obwohl signifikante und manchmal schwerwiegende Störungen der neurologischen, psychiatrischen, dermatologischen und gastrointestinalen Funktionen auftreten, ist der Tod durch akute Bromvergiftung selten. Bromismus ist hauptsächlich mit der Neurotoxizität von Brom im Gehirn verbunden, die zu Schläfrigkeit, Psychose, Krampfanfällen und Delir führt.
Im Jahr 2011 wurde von der spanischen Forscherin Mireia Gascon und ihrem Team ein Zusammenhang zwischen neurologischen Entwicklungsschwierigkeiten (beim Fötus und bei Kindern im Alter von 0 bis 4 Jahren) und der Exposition (vor oder nach der Geburt) gegenüber bestimmten persistierenden bromierten Produkten hergestellt. Die fraglichen Produkte sind Flammschutzmittel der polybromierten Diphenylether (Gruppe von 209 Verbindungen aus der Chemie, bekannt als PBDEs, von denen einige in den Jahren 1990 bis 2010 in großem Umfang als Flammschutzmittel von der Textil-, Kunststoff- und Textilindustrie verwendet wurden. Elektronik nachdem sie in den 1970er und 1980er Jahren auch in sehr hohen Dosen zur Ölförderung verwendet wurden ). Zwei Jahre später zeigen andere Forscher, dass bei Kindern, deren Mütter im ersten Schwangerschaftstrimester eine Schilddrüsenunterfunktion hatten, ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Autismus-Spektrum-Störungen besteht . zu wissen, dass Brom eine der Ursachen für Hypothyreose ist, da es als Halogen, das chemisch in der Nähe von Jod liegt, tatsächlich den Platz von Jod im Schilddrüsensystem einnehmen kann (was es zu einem endokrinen Disruptor macht ). Im Jahr 2014 wurde die Schädlichkeit von polybromierten Diphenylethern für die Neuroentwicklung bestätigt und 2015 von einem anderen Team durch Tests an Kindern im Alter von 9 bis 12 Jahren erneut bestätigt. Ein anderes Team verknüpft Brom auch mit Anomalien zum Zeitpunkt des Beginns der Pubertät bei Mädchen. Im Jahr 2016 wurde zugegeben, dass bestimmte Erkrankungen der Autismus-Spektrum-Störung (und der geistigen Behinderung) eindeutig mit endokrinen Funktionsstörungen (die in der Gebärmutter und / oder beim Neugeborenen auftreten ) und insbesondere auf der Ebene der Schilddrüsenachse zusammenhängen. Es scheint eine Korrelation zwischen Jodmangel (der Quelle der Hypothyreose) und der Schwere der Autismus-Symptome zu bestehen.
Das Tiermodell bestätigt diesen Zusammenhang im Jahr 2012 durch eine Studie an Mäusen. Die Studie verwendete weibliche Mäuse, die genetisch verändert wurden, um eine dem Rett-Syndrom (autistische Störung) ähnliche Störung zu entwickeln , indem das MECP2- Gen auf dem X-Chromosom mutiert wurde . Nachdem die Mütter BDE-47 (einem PDBE) ausgesetzt waren, hatten ihre ebenfalls exponierten Nachkommen ein geringeres Geburtsgewicht und eine geringere Überlebensrate und zeigten Geselligkeit und Lerndefizite. Im Jahr 2013 zeigte eine Studie eine Hirnschädigung im Zusammenhang mit BDP-49, die bei Mäusen durch Hemmung des Prozesses der mitochondrialen ATP-Produktion induziert wird (notwendig, damit Gehirnzellen Energie haben). Neurotoxizität war bei niedrigen Dosen offensichtlich. Diese Studie bietet eine weitere mögliche Erklärung für die Tatsache, dass PDBEs zum Auftreten autistischer Symptome führen .
Die vorgeburtlichen Konzentrationen einiger BDEs oder die Summe aller BPDEs sind mit einer Abnahme der TSH-Spiegel im Alter von 3 Jahren verbunden (ein Phänomen, das zuvor bei Labortieren beobachtet wurde), wobei die Unterschiede vom Geschlecht des Kindes abhängen, wobei Jungen stärker betroffen zu sein scheinen als Mädchen . Eine Studie (an der 208 8-jährige Kinder teilnahmen) zu den Auswirkungen einer gleichzeitigen Exposition gegenüber bestimmten PBDE nach der Geburt kam zu dem Schluss, dass eine solche Exposition im Alter von 8 Jahren eine verminderte Exekutivfunktion (Verhalten und Aufmerksamkeit) hervorruft, jedoch bei Jungen und nicht bei Mädchen. Diese Flammschutzmittel (PBDE) befinden sich in der Nabelschnur (Messungen unmittelbar nach der Geburt) und passieren die Plazentaschranke, wobei auch Jahre später Folgen für die motorische Entwicklung beobachtet werden. Das höhere Risiko für den kleinen Jungen wird 2019 durch eine andere Studie bestätigt. Die schädlichen Auswirkungen bleiben bei Kindern und Jugendlichen bestehen, deren visuelles, verbales und Arbeitsgedächtnis beeinträchtigt ist. Eine Studie an Kindern, deren PBDE-Spiegel in der Nabelschnur gemessen wurde und die dann im Alter von 2, 3, 5, 7 und 9 Jahren mit Gedächtnistests bei Jugendlichen beobachtet wurden, zeigt, dass die PBDE-Rate in der Nabelschnur liegt ist mit einem geringeren auditorischen Arbeitsgedächtnis bei Mädchen und einem geringeren visuellen Gedächtnis bei Kindern verbunden (Verlust von 5 bis 8 Punkten bei Tests).
Im Jahr 2019 sind die neurotoxischen Wirkungen einer PBDE-Exposition in der Gebärmutter ebenso unbestreitbar wie eine hemmende Wirkung auf die Schilddrüsenhormonspiegel (HT). Es ist jedoch noch nicht klar, ob dieser letztere Effekt die gesamte Neurotoxizität von PBDE erklären kann.
Meeresorganismen sind die Hauptquelle für Organobrominverbindungen, und in diesen Organismen ist der wesentliche Charakter von Brom am offensichtlichsten. Mehr als 1.600 dieser Organobrominverbindungen wurden 1999 identifiziert. Am häufigsten ist Methylbromid (CH3Br), von dem jedes Jahr etwa 56.000 Tonnen von Meeresalgen produziert werden. Das ätherische Öl der hawaiianischen Algen Asparagopsis taxiformis besteht zu 80% aus Bromoform.
Die meisten im Meer vorkommenden Organobrominverbindungen resultieren aus der Wirkung eines einzigartigen Algenenzyms , der Vanadiumbromoperoxidase .
Ein Großteil der anorganischen Bromverbindungen sind Bromide im engeren Sinne (d. H. Wo das Br - Anion vorhanden ist). Einige Verbindungen, die auch als "Bromid" bezeichnet werden, sind molekulare Verbindungen (z. B. Schwefelbromid). Es gibt auch viele Bromverbindungen mit Oxidationszahlen, die sich von -I unterscheiden, wie Oxoanionen und ihre entsprechenden Säuren oder Interhalogenverbindungen.
Ionisches BromidBromide gelten als ionisch, wenn das Bromelement nicht durch eine möglicherweise polarisierte kovalente Bindung an einen Nachbarn gebunden ist, sondern als einzelnes Br - Ion vorliegt .
MetallbromideEs gibt viele Metallbromide wie Natriumbromid, Kupferbromid CuBr 2usw. Dies sind alles Feststoffe unter normalen Bedingungen. Sie sind nur gefärbt, wenn das Metallion gefärbt ist, andernfalls sind sie weiß wie das gegenüberliegende Natriumbromid, wobei das Bromidion nicht an der Farbe des Salzes beteiligt ist.
GegenionDas Bromidion wird häufig als Gegenion komplexer Ionen gefunden, beispielsweise im Fall von organischem Ammonium. Dies ist der Fall bei Demecariumbromid der entgegengesetzten Formel. Diese Verbindung ist ein Inhibitor der Acetylcholinesterase .
Dies ist auch bei Organomagnesiumverbindungen der Fall, beispielsweise Phenylmagnesiumbromid C 6 H 5 MgBr.
Molekulare BromideBromide sind molekular, wenn zwischen Br und seinem Nachbaratom eine am häufigsten polarisierte kovalente Bindung besteht. In diesem Abschnitt werden nur anorganische Verbindungen behandelt. Organische Bromide sind nachstehend aufgeführt.
BromwasserstoffsäureDer Bromwasserstoff HBr ist unter normalen Bedingungen ein Gas, das strukturell mit dem bekanntesten Chlorwasserstoff HCl identisch ist. Seine wässrige Lösung ist Bromwasserstoffsäure ; Es ist eine starke Säure in Wasser.
SäurederivateViele Bromverbindungen werden von einer Mineralsäure abgeleitet (organische Säuren siehe unten), indem die OH-Atomgruppe durch Br ersetzt wird. Dies ist der Fall bei Thionylbromid SOBr 2 , entgegengesetzte Formel, und bei Sulfurylbromid SO 2 Br 2welche Derivate von schwefliger Säure bzw. Schwefelsäure sind .
Die Phosphorverbindungen Phosphor tribromid PBr 3 und Phosphorpentabromid PBr 5 sind Derivate der phosphorigen Säure H 3 PO 3und Phosphorsäure H 3 PO 4 beziehungsweise.
Interhalogenierte VerbindungenInterhalogenierte Verbindungen sind molekulare Verbindungen, die nur Halogenatome enthalten. Sie werden durch direkte Wechselwirkung zweier Dihalogene (zum Beispiel Br 2) hergestelltund Cl 2). Mehrere Interhalogenverbindungen enthalten Brom:
Das Schwefelbromid SBr 2 ist eine orangerote Flüssigkeit (siehe Foto). Es ist eine Verbindung, die die gleiche Struktur wie Schwefelwasserstoff H 2 S hat.
OxoanionenDie sauerstoffhaltigen Anionen von Brom liegen in Oxidationsgraden + I, + III, + V und + VII vor. Dies sind jeweils die Hypobromit BrO - , Bromit BrO 2 - , Bromat BrO 3 - und Perbromat BrO 4 - Ionen . In Wasser ist das Bromation im basischen Medium vorherrschend. Das Hypobromit-Ion ist für die bakterizide Natur des Broms verantwortlich, das bei der Sterilisation von Wasser durch das Brom verwendet wird. Das Perbromation wurde erst spät synthetisiert (1968 durch Radiochemie, 1969 durch eine chemische Methode).
Diese Oxoanionen sind Basen, deren konjugierte Säure umso stärker ist, wenn sich das Brom in einem hohen Oxidationszustand befindet. Die Bromsäure HBrO 3 und die Perbromsäure HBrO 4 sind starke Säuren.
Viele organische Verbindungen enthalten Brom. Sie sind strukturell identisch mit ihren chlorierten Gegenstücken. Zum Beispiel Acetylbromid CH 3 COBrleitet sich von Ethansäure ab, indem die Gruppe der OH-Atome durch das Br-Atom ersetzt wird. Sie ist strukturell identisch mit Acetylchlorid CH 3 COCl. Einige haben industrielle Bedeutung:
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