*میترا*
20th October 2009, 08:26 PM
مقدمه
برم تنها عنصر غير فلزي مي باشد که در شرايط استاندارد مايع است. عدد اتمي آن 35 وزن م.لکولي آن 904/79 مي باشد و به گروه 7 جدول تناوبي (هالوژن ها) تعلق دارد. آرايش الکتروني آن به صورت 1S22S22P63P63d104s24p5 مي باشد. ايزوتوپ هاي شناخته شده آن بين عدد جرمي 74 تا 90 مي باشند. ايزوتوپ هاي قابل استفاده اي که اثر راديو اکتيو دارند. داراي عدد جرمي 77، 80،m80 (ناپايدار) و 82 مي باشند. برم دو ايزوتوپ پايدار Br79 و Br81 مي باشند. ظرفيت هاي متعارف آن بيشتر 1-5 مي باشند. اما 1+،3+،7+ نيز مشاهده شده اند. شعاع کوالانسي برم nm1193/0 مي باشند. شعاع يوني Br- وBr7+ به ترتيب
Nm197/0 و nm 039/0 مي باشد. نام بم از کلمه يوناني Bromos به معناي بوي زننده، مشتق شده است.
در سال 1926 ، آنتوني – جروم بالارد(Antone – Jerome Balard) فرانسوي، کشف برن را به ثبت رساند. وي برم رابا کلراسيون تلخابه آب دريا و سپس تقطير آن بدست آورد. قبل از آن برم را Liebig وjoss تهيه کرده بودند. اما هيچکدام از آنها، به عنوان يک عنصر آن را شناسايي نکرده بود. توليد تجاري برم در ايالات متحده در فري پورت و پنسيلوانيا در 1864 آغاز شد.
در 1858، پتاس در رسوب هاي نمکي Stass furt در آلمان کشف شد که برم محصول جانبي آن بود. Herbert Dow فرآيند دمشي را براي شورابه هاي نواحي مرکزي ميشگان ابداع کرد. خاصيت ضد ضربه اي (ضد تق تق) تتراتيل سرب (C2H5)4 Pb در ماشين هاي بنزين سوز در 1921 کشف شد. و پس از مدت کوتاهي اتيلن دي بروميد براي بهبود در بيرون کشاندن سرب از محفظه هاي احتراق تهيه شد. زماني 80% کل برم براي تهيه اتيلن دي بروميد مصرف مي شد. برم به صورت تجاري از آب دريا در سال 1934 استخراج گرديد. در دهه 1950 برم دئر شورابه هاي آرکانزاس (تنها منبع مهم برم در ايالات متحده) کشف شده.
خواص فيزيکي
برم مايع چگال، قرمز متمايل به سياه و رواني مي باشد که در دماي اناق بخار مي شود. و بخار قرمز رنگ آن خورنده اکثر فلزات و نيز بافت هاي انساني مي باشد. برم مايع و گاز در دماي تقريبي بالاتر از °C 600 به صورت دو اتمي (Br2) مي باشد.جدول (1) خواص فيزيکي برم را به طور خلاصه نشان داده است. حلاليت برم در آب محدود است و در دماي °C25 و g/1336 مي باشد. کريستال هاي آن به فرمول H2O 9/7?Br دارند.حلاليت برم در آب در دماهاي متفاوت در جدول (2) داده شد است. حلاليت برم در آب در حضور يون هاي برميد يا کلريد، به علت تشکيل کمپلکس، افزايش مي يابد.
منحني اين افزايش در حضور يون برميد در شکل (1) رسم شده است. ثابت هاي تعادلي براي تشکيل تري برميد و پنتابرميد در دماي °C 25 به صورت زير گزارش داده شده اند:
Br2+Br- = Br3- k=16.85 m-1
Br3+ Br2 = Br5 k=1.45 m-1
برم در حلال هاي غير قطبي و کاملاً قطبي مانندالکل و اسيد سولفوريک حل مي شود. قابل امتزاج با الکل، اتر دي سولفيد کربن و بسياري از حلال هاي هالوژني مي باشد. برم با بعضي از اين حلال ها تحت شرايط خاص واکنش مي دهد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/53867_1.jpg
برم مي تواند به عنوان يک حلال عمل کند يکي از برميدهاي فلزي که حلاليت قابل توجهي در برم دارد، برميد سزيم مي باشد که داراي حلاليت g100g/3/19 است. يکي از روش هاي جداسازي برميد سزيم از برميد فلزات قليايي ديگر استفاده از حلال برم مي باشد. طبق آنچه گزارش شد، برميد آلومنيوم نيز حلاليت قابل توجهي در برم دارد. برم به عنوان حلال در بعضي بروماسيون هاي ترکيب هاي آلي نظير 1 و 2- دي فنيل اتان بکار مي رود.
خواص شيميايي
يکي از خواص شيميايي مهم هالوژنها ، تمايل آنها به گرفتن الکترون و تبديل به يون منفي X و يا تشکيل هالوژنها، سيستم هاي غني از الکترون مي باشند که اوربيتال هاي خالي کمي براي ايجاد پيوند دارند. به جز هليم و نئون تقريبا تمامي عناصر ديگر با يک يا چند هالوژن تشکيل هاليد مي دهند. اکثر هاليدهاي يوني داراي هدايت الکتريکي و هدايت حرارتي بالا در حالت مذاب و نقطه جوش بالا مي باشند. و به طور کلي اگر در آب حل گردند، عيدروليز نمي شوند. اکثر هاليدهاي کوالانسي فرار مي باشند. و در حالت مايع عايق بوده و معمولاً هيدروليز مي شوند.
هاليدهاي غير فلزي عموماً به هاليد هيدروژن و به يک اکسي اسيد که شامل عناصر ديگر مي باشد هيدروليز مي شوند. هاليدهاي اولين رديف غير فلزات، مثلاً تتراکلريد کربن حتماً هيدروليز مي شوند . چرا که عنصر غير فلز نمي تواند الکترون هاي هشتگانه خود را در اختيار آب بگذارد تا پيوند دهد و ابتدا بايد پيوند خود را با هاليد بشکند. براي هيدروليز شدن لازم است که يک مولکول پر قدرت آب به يون يا هاليد ، در ييوند کوالانس غير فلز- هالمد حمله کند. اين فرآيند به طور کلي به کندي انجام مي شود.
واکنش با هيدروژن و فلزات
برم مستقيماً با هيدروژن در دماي بالا واکنش مي دهد و اين واکنش اساس تهيه صنعتي برميد هيدروژن مي باشد. زغال چوب داغ که روي آن با ذرات پلاتين پوشش داده شده است. کاتاليست اين واکنش مي باشد. برم اصولاً با همه فلزات به جزء تانتانيم و نيوييم واکنش مي دهد. هر چند که مثلاً سديم جامد با برم خشک واکنش نمي دهد ولي بخار سديم با آن به شدت واکنش مي دهد. در اين موارد دما باشد . فلزاتي مثل سرب ، منيزيم ، نيکل، و نقره وقتي با برم واکنش مي دهند. سطح بازدارنده اي از برميد روي فلز ايجاد مي شود که از ادامه واکنش جلوگيري مي کند. بنابراين از سرب و نيکل به عنوان پوشش در ظروف محتوي برم استفاده مي شود. فلزات در مجاورت برم ودر حضور بخار آب، بيشتر خورده مي شوند که علت آن ممکن است تشکيل اسيد برميک و اسيد هيپوبرمو باشد.
برم با بعضي از اکسيدهاي اسپيدي مثل اکسيدهاي توريم در دماي بالا و در مجاورت مواد احيا کننده تشکيل برميد مي دهد. هاليدهاي غير هيدروژني و فلزي به صورت رسوبي تشکيل مي شوند.مانند Hg2Br2,PtBr2, PbBr, TiBr.AuBr, CuBr, AgBr
واکنش با ديگر هاليدها
يون برميد توسط کلر اکسيد و تبديل به برم مي شود. اين واکنش اساس تهيه واکنش برم از آب دريا، شورابه ها يا تلخابه ها مي باشد:
2Br + Cl2 – Br2 + 2Cl
يون يديد توسط برم اکسيد و تبديل به يد مي شود:
2I- + Br2 – I2 + 2Br-
در بين ترکيبات هالوژني، آنهايي که برم دارند عبازتند از:IBr , BeCl , BrF3 , BrF يکي از مشخصات ترکيبات هالوژني، واکنش پذيري زياد آنها مي باشد. آنهايي که فلوئور بيشتري دارند در برابر حرارت پايدار مي باشند. پنتا فلوريد برم (BrF5) تا دماي °C460 پايدار است و با همه عناصر به جز نيتروژن اکسيژن و گازهاي نجيب واکنش مي دهد و واکنش دهنده ترين ترکيب هالوژن فلوئوردار است. نمک هاي جامد پلي هالوژني مثلKCllBe , RbBrCl2, NH4IBr2 نيز شناخته شده اند.
برم تنها عنصر غير فلزي مي باشد که در شرايط استاندارد مايع است. عدد اتمي آن 35 وزن م.لکولي آن 904/79 مي باشد و به گروه 7 جدول تناوبي (هالوژن ها) تعلق دارد. آرايش الکتروني آن به صورت 1S22S22P63P63d104s24p5 مي باشد. ايزوتوپ هاي شناخته شده آن بين عدد جرمي 74 تا 90 مي باشند. ايزوتوپ هاي قابل استفاده اي که اثر راديو اکتيو دارند. داراي عدد جرمي 77، 80،m80 (ناپايدار) و 82 مي باشند. برم دو ايزوتوپ پايدار Br79 و Br81 مي باشند. ظرفيت هاي متعارف آن بيشتر 1-5 مي باشند. اما 1+،3+،7+ نيز مشاهده شده اند. شعاع کوالانسي برم nm1193/0 مي باشند. شعاع يوني Br- وBr7+ به ترتيب
Nm197/0 و nm 039/0 مي باشد. نام بم از کلمه يوناني Bromos به معناي بوي زننده، مشتق شده است.
در سال 1926 ، آنتوني – جروم بالارد(Antone – Jerome Balard) فرانسوي، کشف برن را به ثبت رساند. وي برم رابا کلراسيون تلخابه آب دريا و سپس تقطير آن بدست آورد. قبل از آن برم را Liebig وjoss تهيه کرده بودند. اما هيچکدام از آنها، به عنوان يک عنصر آن را شناسايي نکرده بود. توليد تجاري برم در ايالات متحده در فري پورت و پنسيلوانيا در 1864 آغاز شد.
در 1858، پتاس در رسوب هاي نمکي Stass furt در آلمان کشف شد که برم محصول جانبي آن بود. Herbert Dow فرآيند دمشي را براي شورابه هاي نواحي مرکزي ميشگان ابداع کرد. خاصيت ضد ضربه اي (ضد تق تق) تتراتيل سرب (C2H5)4 Pb در ماشين هاي بنزين سوز در 1921 کشف شد. و پس از مدت کوتاهي اتيلن دي بروميد براي بهبود در بيرون کشاندن سرب از محفظه هاي احتراق تهيه شد. زماني 80% کل برم براي تهيه اتيلن دي بروميد مصرف مي شد. برم به صورت تجاري از آب دريا در سال 1934 استخراج گرديد. در دهه 1950 برم دئر شورابه هاي آرکانزاس (تنها منبع مهم برم در ايالات متحده) کشف شده.
خواص فيزيکي
برم مايع چگال، قرمز متمايل به سياه و رواني مي باشد که در دماي اناق بخار مي شود. و بخار قرمز رنگ آن خورنده اکثر فلزات و نيز بافت هاي انساني مي باشد. برم مايع و گاز در دماي تقريبي بالاتر از °C 600 به صورت دو اتمي (Br2) مي باشد.جدول (1) خواص فيزيکي برم را به طور خلاصه نشان داده است. حلاليت برم در آب محدود است و در دماي °C25 و g/1336 مي باشد. کريستال هاي آن به فرمول H2O 9/7?Br دارند.حلاليت برم در آب در دماهاي متفاوت در جدول (2) داده شد است. حلاليت برم در آب در حضور يون هاي برميد يا کلريد، به علت تشکيل کمپلکس، افزايش مي يابد.
منحني اين افزايش در حضور يون برميد در شکل (1) رسم شده است. ثابت هاي تعادلي براي تشکيل تري برميد و پنتابرميد در دماي °C 25 به صورت زير گزارش داده شده اند:
Br2+Br- = Br3- k=16.85 m-1
Br3+ Br2 = Br5 k=1.45 m-1
برم در حلال هاي غير قطبي و کاملاً قطبي مانندالکل و اسيد سولفوريک حل مي شود. قابل امتزاج با الکل، اتر دي سولفيد کربن و بسياري از حلال هاي هالوژني مي باشد. برم با بعضي از اين حلال ها تحت شرايط خاص واکنش مي دهد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/GeoportalInfo/Subjects/Pics/53867_1.jpg
برم مي تواند به عنوان يک حلال عمل کند يکي از برميدهاي فلزي که حلاليت قابل توجهي در برم دارد، برميد سزيم مي باشد که داراي حلاليت g100g/3/19 است. يکي از روش هاي جداسازي برميد سزيم از برميد فلزات قليايي ديگر استفاده از حلال برم مي باشد. طبق آنچه گزارش شد، برميد آلومنيوم نيز حلاليت قابل توجهي در برم دارد. برم به عنوان حلال در بعضي بروماسيون هاي ترکيب هاي آلي نظير 1 و 2- دي فنيل اتان بکار مي رود.
خواص شيميايي
يکي از خواص شيميايي مهم هالوژنها ، تمايل آنها به گرفتن الکترون و تبديل به يون منفي X و يا تشکيل هالوژنها، سيستم هاي غني از الکترون مي باشند که اوربيتال هاي خالي کمي براي ايجاد پيوند دارند. به جز هليم و نئون تقريبا تمامي عناصر ديگر با يک يا چند هالوژن تشکيل هاليد مي دهند. اکثر هاليدهاي يوني داراي هدايت الکتريکي و هدايت حرارتي بالا در حالت مذاب و نقطه جوش بالا مي باشند. و به طور کلي اگر در آب حل گردند، عيدروليز نمي شوند. اکثر هاليدهاي کوالانسي فرار مي باشند. و در حالت مايع عايق بوده و معمولاً هيدروليز مي شوند.
هاليدهاي غير فلزي عموماً به هاليد هيدروژن و به يک اکسي اسيد که شامل عناصر ديگر مي باشد هيدروليز مي شوند. هاليدهاي اولين رديف غير فلزات، مثلاً تتراکلريد کربن حتماً هيدروليز مي شوند . چرا که عنصر غير فلز نمي تواند الکترون هاي هشتگانه خود را در اختيار آب بگذارد تا پيوند دهد و ابتدا بايد پيوند خود را با هاليد بشکند. براي هيدروليز شدن لازم است که يک مولکول پر قدرت آب به يون يا هاليد ، در ييوند کوالانس غير فلز- هالمد حمله کند. اين فرآيند به طور کلي به کندي انجام مي شود.
واکنش با هيدروژن و فلزات
برم مستقيماً با هيدروژن در دماي بالا واکنش مي دهد و اين واکنش اساس تهيه صنعتي برميد هيدروژن مي باشد. زغال چوب داغ که روي آن با ذرات پلاتين پوشش داده شده است. کاتاليست اين واکنش مي باشد. برم اصولاً با همه فلزات به جزء تانتانيم و نيوييم واکنش مي دهد. هر چند که مثلاً سديم جامد با برم خشک واکنش نمي دهد ولي بخار سديم با آن به شدت واکنش مي دهد. در اين موارد دما باشد . فلزاتي مثل سرب ، منيزيم ، نيکل، و نقره وقتي با برم واکنش مي دهند. سطح بازدارنده اي از برميد روي فلز ايجاد مي شود که از ادامه واکنش جلوگيري مي کند. بنابراين از سرب و نيکل به عنوان پوشش در ظروف محتوي برم استفاده مي شود. فلزات در مجاورت برم ودر حضور بخار آب، بيشتر خورده مي شوند که علت آن ممکن است تشکيل اسيد برميک و اسيد هيپوبرمو باشد.
برم با بعضي از اکسيدهاي اسپيدي مثل اکسيدهاي توريم در دماي بالا و در مجاورت مواد احيا کننده تشکيل برميد مي دهد. هاليدهاي غير هيدروژني و فلزي به صورت رسوبي تشکيل مي شوند.مانند Hg2Br2,PtBr2, PbBr, TiBr.AuBr, CuBr, AgBr
واکنش با ديگر هاليدها
يون برميد توسط کلر اکسيد و تبديل به برم مي شود. اين واکنش اساس تهيه واکنش برم از آب دريا، شورابه ها يا تلخابه ها مي باشد:
2Br + Cl2 – Br2 + 2Cl
يون يديد توسط برم اکسيد و تبديل به يد مي شود:
2I- + Br2 – I2 + 2Br-
در بين ترکيبات هالوژني، آنهايي که برم دارند عبازتند از:IBr , BeCl , BrF3 , BrF يکي از مشخصات ترکيبات هالوژني، واکنش پذيري زياد آنها مي باشد. آنهايي که فلوئور بيشتري دارند در برابر حرارت پايدار مي باشند. پنتا فلوريد برم (BrF5) تا دماي °C460 پايدار است و با همه عناصر به جز نيتروژن اکسيژن و گازهاي نجيب واکنش مي دهد و واکنش دهنده ترين ترکيب هالوژن فلوئوردار است. نمک هاي جامد پلي هالوژني مثلKCllBe , RbBrCl2, NH4IBr2 نيز شناخته شده اند.