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溴
鹵族元素之一
溴單質(zhì)球棍模型
溴（英語(yǔ)：Bromine），位于元素周期表的第四周期VIIA族鹵族元素，化學(xué)符號為Br，原子序數為35，原子量為79.904。溴是常溫常壓下唯一的液態(tài)非金屬元素，并且溴有固、液、氣三種形態(tài)，固態(tài)溴是帶金屬光澤的黃綠色晶體，微溶于水，易溶于苯、乙醇等有機溶劑，溶于鹽酸、溴化鉀、氫溴酸溶液；液態(tài)溴為暗紅棕色，常溫下易揮發(fā)且具有獨特的窒息臭味、強刺激性、腐蝕性；氣態(tài)溴為紅棕色。溴作為一種鹵素，具有強氧化性，溴能與金屬、非金屬單、氧化物、酸、堿、鹽等發(fā)生反應。溴及其化合物的應用領(lǐng)域廣泛，能夠用作阻燃劑、醫藥中間體和消菌劑等。
基本信息
中文名
溴
英文名
Bromine
拼音
xiù
元素符號
Br
原子序數
35
原子量
79.904
元素類(lèi)別
鹵素
族
VIIA族
周期
第四周期
區
p區
電子排布
[Ar]3d4s4p
CAS編號
7726-95-6
物理性質(zhì)
熔點(diǎn)
-7.2 °C（單質(zhì)）
沸點(diǎn)
59.56 °C（單質(zhì)，101.325 kPa）
密度
3.1023 g/cm3（液溴，25 ℃）
汽化熱
187 J/g（單質(zhì)，50 ℃）
比熱容
液體：77.735～75.634 J/(mol·K)（-7.25～26.85 °C）
固體：7.217～61.638 J/(mol·K)（-258.15～-7.25 °C）
氣體：36.049～40.007 J/(mol·K)（24.85～5726.85 °C）
原子性質(zhì)
氧化態(tài)
-1,+1,+3,+4,+5,+7
電負性
2.96（鮑林標度）
原子半徑
115 pm
危險性
NFPA 704
溴單質(zhì)
健康危害等級：3（在緊急情況下，有可能造成嚴重或永久性損傷）
可燃性等級：0（不會(huì )燃燒）
穩定性等級：0（通常情況下穩定，即使在火災條件下也是如此） 特殊危害性：OX（氧化劑）
發(fā)現歷史
1824年，法國蒙彼利埃大學(xué)（Université de Montpellier）的助理巴拉爾（A.J.Balard）在研究地中海的各種藻類(lèi)是否含有碘時(shí)，發(fā)現向氯水和淀粉的混合溶液中加入海產(chǎn)植物巖藻(Fucus)的灰燼后，溶液會(huì )分層且下層呈現藍色，上層出現橙黃色。
而后巴拉爾在研究蒙彼利埃（Montpellier）鹽湖中的一種海藻植物時(shí)，發(fā)現在母液中通入氯氣后溶液會(huì )變紅，加入氯水和淀粉，溶液也會(huì )分為上下兩層。巴拉爾有了兩種設想：氯與母液中的碘生成了化合物、氯從母液中置換出了一種新元素。為了確定棕黃色物質(zhì)組成，巴拉爾進(jìn)行了一系列實(shí)驗得到了一種深紅棕色的液體，巴拉爾推斷這是一種在室溫下呈液態(tài)的非金屬元素，在導師安格拉達Joseph Anglada的建議下，巴拉爾根據其起源將這種新元素命名為muride（鹽質(zhì)），來(lái)自拉丁文muria（鹽水）。
1826年8月14日，法國巴黎科學(xué)院指定的特別審查委員會(huì )承認了巴拉爾的新發(fā)現，并將這種新元素重新命名為Bromine（溴），來(lái)自希臘文brōmos，意為“惡臭”。
在巴拉爾A.J.Balard發(fā)現溴以前，德國化學(xué)家喬斯J.R.Joss和李比希Justus von Liebig二人都曾得到過(guò)溴，只是他們都誤認為這不是一個(gè)新元素，喬斯以為是硒，李比希則以為是氯化碘，而巴拉爾則認為這是一個(gè)與氯和碘有相似之處的新元素。
溴元素的發(fā)現具有重大的歷史意義，不僅促進(jìn)了鹵族雛形的形成，也為元素周期律的發(fā)現提供了依據：溴作為第3個(gè)被發(fā)現的鹵族元素，它與氯元素和碘元素性質(zhì)的相似性為德國化學(xué)家德貝萊納Jo- hann Wolfgang D?bereiner提出的“三元素組”假說(shuō)提供了依據，在此之前，元素被認為是獨立的實(shí)體，元素之間沒(méi)有聯(lián)系，直到1829年，德貝萊納在散亂無(wú)章的元素中找到其性質(zhì)逐步變化的規律，因此溴的發(fā)現表明元素可以歸入具有類(lèi)似性質(zhì)的族中。
分布情況
溴含量稀少但是分布廣泛，在地殼中的豐度為
全球最具代表性的溴資源分布區域有以下幾個(gè)：死海，溴含量10000-12000 mg/L；美國阿肯色州地下鹵水，溴含量5000-6000 mg/L;印度鹽湖，溴含量2600-3200 mg/L；烏克蘭淺海，溴含量600-1000 mg/L；中國萊州灣地下鹵水，溴含量200-300 mg/L；中國海水制鹽副產(chǎn)苦鹵，溴含量400-500 mg/L。其中以死海為代表的內陸鹽湖和美國阿肯色州的地下鹵水溴資源品質(zhì)最優(yōu)、產(chǎn)量最高。
物質(zhì)結構
溴原子的電子組態(tài)為【Ar】3d1?4s24p?，與其他鹵素原子一樣，最外層電子數都是7個(gè)，在化學(xué)反應中容易獲得1個(gè)電子形成最外層8個(gè)電子的穩定結構。從F到I原子核電荷、電子層數、原子半徑逐漸增大，故非金屬性逐漸減弱溴和其他鹵素單質(zhì)均為雙原子非極性分子，分子間以色散力結合。隨鹵素相對分子質(zhì)量的增大，F?、Cl?、Br?、I?的物態(tài)分別為氣體、氣體、液體、固體。鹵素單質(zhì)結合電子的能力，即氧化性的對比為F?>Cl?>Br?>I?.
溴原子核外電子排布
溴單質(zhì)球棍模型
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
溴是常溫常壓下唯一的液態(tài)非金屬元素，固態(tài)溴是帶金屬光澤的黃綠色晶體，微溶于水，易溶于苯、乙醇等有機溶劑，溶于鹽酸、溴化鉀、氫溴酸溶液；液態(tài)溴為暗紅棕色，常溫下易揮發(fā)且具有獨特的窒息臭味、強刺激性、腐蝕性；氣態(tài)溴為紅棕色。
化學(xué)性質(zhì)
與單質(zhì)反應
非金屬
溴能在加熱的條件下與氫氣反應生成溴化氫。
溴能與硫在水浴加熱的條件下反應。
金屬
與酸反應
與堿性物質(zhì)反應
與鹽反應
溴與非氧化性鹽反應，能生成溴化物或氫溴酸。
溴與氧化性鹽反應能生成溴酸鹽或溴酸。
與氧化物反應
與有機物反應
溴的化合物
溴的氧化物
一氧化二溴
一氧化二溴為棕黑色固體，該化合物不穩定，在-40 °C以上會(huì )分解為溴和氧。
二氧化溴
固體二氧化溴具有多聚結構，溫度高于-40 °C時(shí)很不穩定，當溫度升高至0 °C時(shí)立即強烈地分解為溴和氧。
除此以外，溴的氧化物還有三氧化溴、八氧化三溴等。
次溴酸及其鹽
在次溴酸中，溴呈現最低的正氧化態(tài)，即+1價(jià)態(tài)，可通過(guò)溴單質(zhì)在水溶液中歧化得到；溴酸很不穩定，只存在于水溶液中。
溴化銀
溴化銀見(jiàn)光分解銀和溴單質(zhì)，反應方程式如下：
同位素
溴共有45個(gè)同位素，其中有兩種天然存在的穩定同位素??Br和?1Br，除此之外，還有小部分不穩定同位素，它們是由于宇宙線(xiàn)引起的核變化及裂變而產(chǎn)生的；在溴已知的17個(gè)放射性同位素中，??Br的壽命最長(cháng)，半衰期為57個(gè)小時(shí)。
制備方法
溴的實(shí)驗室制法
在實(shí)驗室中，在酸性條件下，利用氧化劑將溴化物氧化來(lái)制備單質(zhì)溴，例如：
溴的工業(yè)提取
空氣吹出法
空氣吹出法以海水制鹽場(chǎng)的中級鹵水或地下鹵水為原料，其做法是將氯氣及硫酸通入鹵水中，將離子溴氧化成游離溴，而后使用壓縮空氣將鹵水中的游離溴吹出，接著(zhù)用純堿液或二氧化硫噴霧、捕沫、順流吸收得到完成液，完成液晶蒸餾塔蒸餾、冷卻、精餾，即可得到成品溴。
水蒸氣蒸餾法
水蒸氣蒸餾法以苦鹵或濃厚鹵（生產(chǎn)氯化鉀的母液）為原料，通過(guò)蒸餾塔、冷凝器、溴水分離瓶等設備，先使用氯氣將鹵水中的溴離子氧化成游離溴，而后再增大水蒸氣壓力，利用溴在水溶液上方的蒸汽壓隨溫度上升而增大的特性，將溴蒸汽從鹵水中分離，經(jīng)冷凝、分離、精餾、冷卻等方式處理得到成品溴。
應用領(lǐng)域
溴是重要的化工原料之一，被廣泛應用于阻燃劑、醫藥、軍工、農藥等領(lǐng)域。
阻燃劑
溴系阻燃劑主要通過(guò)溴素與有關(guān)有機物反應制得，其經(jīng)典產(chǎn)品生產(chǎn)工藝成熟、性?xún)r(jià)比高、應用廣泛。溴系阻燃劑的分解溫度與高分子合成材料相匹配，少量使用就能達到很好的阻燃效果，適合應用于火災易發(fā)的電子電氣產(chǎn)品中。
醫藥中間體
醫藥應用是溴產(chǎn)品的重要應用領(lǐng)域之一，溴可用于制備醫藥中間體。以下是幾種已投入使用且前景較好的溴系醫藥中間體主：溴代環(huán)丙烷（C?H?Br），可用于制備環(huán)丙沙星、恩羅沙星等多種氟喹諾酮類(lèi)抗菌藥物；氟溴甲烷（CH?BrF），可用于合成含氟醫藥、含氟農藥等；對溴甲苯（C?H?Br），可用于生產(chǎn)對溴溴芐、對溴二溴芐、對溴苯甲醛等中間體等。
殺菌劑
溴能夠氧化分解化合物，具有強效殺蟲(chóng)殺菌能力，農業(yè)上許多高效低毒農藥生產(chǎn)都需要用到溴。含溴農藥主要有殺菌劑、除草劑以及殺蟲(chóng)殺螨劑這幾類(lèi)。含溴殺菌劑大多具有強效、易分解、低毒、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)；除草劑溴苯腈具有高效除草性能和對作物的安全性；溴螨酯防治譜廣，是殺螨劑中銷(xiāo)售額最大的品種之一。
橡膠
溴可用于生產(chǎn)溴化丁基橡膠，該橡膠除了具有丁基橡膠的耐熱、耐酸堿、耐臭氧、低氣體和濕氣滲透性、耐老化等優(yōu)異性能，還有易與其他橡膠并用形成共交聯(lián)結構等特性。溴化丁基橡膠硫化速度快、硫化效率高、硫化機用量少、可實(shí)現無(wú)硫無(wú)鋅化，具有非常廣闊的工業(yè)應用價(jià)值和前景。
安全事宜
消防相關(guān)
處理與溴有關(guān)的火災時(shí)，消防人員需要佩戴正壓式呼吸器、穿好防護服，可以使用水、干粉、二氧化碳等進(jìn)行滅火。
環(huán)境污染
溴代阻燃劑多來(lái)源于電子廢棄物和非點(diǎn)源排放，這類(lèi)阻燃劑對沉積物與水、土壤、大氣都有較高的污染水平，長(cháng)期暴露于有毒溴化物往往會(huì )對生物產(chǎn)生有害影響。
其中多溴聯(lián)苯醚已成為普遍存在的污染物，其中有研究顯示六溴環(huán)十二烷近年來(lái)在環(huán)境中的濃度略有上升，六溴環(huán)十二烷具有環(huán)境持久性和生物毒性，可以長(cháng)距離遷移及生物富集，已被列入《斯德哥爾摩公約持久性有機污染物框架》和《保護東北大西洋的海洋環(huán)境公約》的優(yōu)先控制化學(xué)物質(zhì)名單。
健康安全
溴有刺激性氣味，對皮膚、眼睛和呼吸系統有刺激作用，人在濃縮溴氨中短暫停留就會(huì )出現呼吸系統炎癥和充血及肺水腫的癥狀，有時(shí)甚至死亡；液溴還能使皮膚及其他器官組織產(chǎn)生刺激或壞死，灼傷不僅疼痛且難愈合。由于溴具有較大的揮發(fā)性，比碘更危險，因此溴在操作過(guò)程要采取嚴格的安全措施：避免溴與皮膚、眼睛及衣物接觸，在操作時(shí)應使用防護眼鏡、手套和防護面罩；并且操作時(shí)應當保持良好通風(fēng)防止吸入蒸氣。若不慎吸入或接觸到溴水，應當迅速脫掉沾到溴的衣物，先以大量清水徹底沖洗傷面，再使用中和劑進(jìn)行處理。
表1是溴的急性暴露指導水平（AEGL）。
AEGL | 10分鐘 | 30分鐘 | 60分鐘 | 4小時(shí) | 8小時(shí) |
AEGL 1/ppm | 0.033 | 0.033 | 0.033 | 0.033 | 0.033 |
AEGL 2/ppm | 0.55 | 0.33 | 0.24 | 0.13 | 0.095 |
AEGL 3/ppm | 19 | 12 | 8.5 | 4.5 | 3.3 |
表1：溴的急性暴露指導水平
注：AEGL1代表明顯的不適、刺激或某些無(wú)癥狀的非感覺(jué)效應。但是，這些影響不會(huì )致殘，并且在停止接觸后是短暫的和可逆的；AEGL2代表不可逆或其他嚴重、持久的不良健康影響或逃生能力受損；AEGL3威脅生命的影響或死亡。
急救措施
溴急性中毒時(shí)，要將患者迅速從現場(chǎng)轉移，做好保溫和給氧，保持呼吸通暢，視情況使用支氣管解攣劑、鎮咳劑；眼部灼傷者，使用2%碳酸氫鈉溶液沖洗眼睛；皮膚灼傷者，立即使用大量清水沖洗，接著(zhù)用5%碳酸氫鈉溶液濕敷。嚴格控制感染癥狀后及時(shí)就醫。
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這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
