Tài liệu Nguyên tố hóa học Brôm

Nguyên tố hóa học Brôm 35 selen ← brôm → krypton Cl ↑ Br ↓ I Bảng đầy đủ Tổng quát Tên, Ký hiệu, Số brôm, Br, 35 Phân loại halôgen Nhóm, Chu kỳ, Khối 17, 4, p Khối lượng riêng, Độ cứng 3102,8 kg/m³, ? Bề ngoài lỏng màu nâu đỏ Tính chất nguyên tử Khối lượng nguyên tử 79,904(1) đ.v.C Bán kính nguyên tử (calc.) 115 (94) pm Bán kính cộng hoá trị 114 pm Bán kính van der Waals 185 pm Cấu hình electron [Ar]4s23d104p5 e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 7 Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) ±1, 3[1], 4[2], 5 (axít mạnh) Cấu trúc tinh thể trực thoi Tính chất vật lý Trạng thái vật chất lỏng Điểm nóng chảy 265,8 K (19 °F) Điểm sôi 332 K (137,8 °F) Trạng thái trật tự từ không nhiễm từ Thể tích phân tử 19,78 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 29,96 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 10,571 kJ/mol Áp suất hơi 100 k Pa tại 332 K Vận tốc âm thanh 206 m/s tại 293,15 K Thông tin khác Độ âm điện 2,96 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 473,63 J/(kg·K) Độ dẫn điện 1,282 x 10-9 /Ω·m Độ dẫn nhiệt 0,122 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 1. 1.139,9 kJ/mol 2. 2.103 kJ/mol 3. 3.470 kJ/mol 4. 4.560 kJ/mol 5. 5.760 kJ/mol 6. 8.550 kJ/mol 7. 9.940 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất Bản mẫu:Đồng vị Br Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú. Brôm là nguyên tố hóa học thuộc nhóm Halogen (bao gồm flo, clo, brôm, iốt, astatin), có ký hiệu Br và số nguyên tử 35. Cả nhóm Halogen thuộc nhóm VIIA trong bảng hệ thống tuần hoàn. Br có nguyên tử khối = 80 Lịch sử Ống chứa Brôm đặc trong khối hộp Brôm được hai nhà hóa học Antoine Balard[3] và Carl Jacob Löwig[4] phát hiện độc lập với nhau năm 1825 và 1826[5]. Balard tìm thấy các muối bromua trong tro của tảo biển từ các đầm lầy nước mặn ở Montpellier năm 1826. Tảo biển được sử dụng để sản xuất iốt, nhưng cũng chứa brôm. Balard chưng cất brôm từ dung dịch của tro tảo biển được bão hòa bằng clo. Các tính chất của chất thu được là tương tự như của chất trung gian giữa clo và iốt, với các kết quả này ông cố gắng để chứng minh chất đó là monoclorua iot (ICl), nhưng sau khi thất bại trong việc chứng minh điều đó ông đã tin rằng mình đã tìm ra một nguyên tố mới và đặt tên nó là muride, có nguồn gốc từ tiếng Latinh muria để chỉ nước mặn[3]. Carl Jacob Löwig đã cô lập brôm từ suối nước khoáng tại quê hương ông ở thị trấn Bad Kreuznach năm 1825. Löwig sử dụng dung dịch của muối khoáng này được bão hòa bằng clo và tách brôm bằng dietylête. Sau khi cho bốc hơi ete thì một chất lỏng màu nâu còn đọng lại. Với chất lỏng này như một mẫu vật cho công việc của mình ông đã xin một vị trí tại phòng thí nghiệm của Leopold Gmelin tại Heidelberg. Sự công bố các kết quả bị trì hoãn và Balard đã công bố các kết quả của mình trước[4]. Sau khi các nhà hóa học Pháp là Louis Nicolas Vauquelin, Louis Jacques Thénard và Joseph-Louis Gay-Lussac đã xác nhận các thực nghiệm của dược sĩ trẻ Balard, các kết quả được thể hiện trong bài thuyết trình của Académie des Sciences và công bố trong Annales de Chimie et Physique[6]. Trong bài công bố của mình Balard thông báo rằng ông đổi tên từ muride thành brôme theo đề nghị của M. Anglada. Các nguồn khác lại cho rằng nhà hóa học và nhà vật lý Pháp Joseph- Louis Gay-Lussac đã gợi ý tên gọi brôme do mùi đặc trưng của hơi của chất này[7]. Brôm đã không được sản xuất ở lượng cần thiết cho tới tận năm 1860. Sử dụng thương mại đầu tiên, ngoài các ứng dụng nhỏ trong y học, là sử dụng brôm trong daguerreotype. Năm 1840 người ta phát hiện ra rằng brôm có một số ưu thế so với hơi iốt được sử dụng trước đó để tạo ra lớp halua bạc nhạy sáng trong daguerreotype[8]. Bromua kali và bromua natri từng được sử dụng như là thuốc chống co giật và giảm đau vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, cho tới khi chúng dần dần bị thay thế bởi chloral hydrat và sau đó là bằng các barbiturat[9]. Trạng thái tự nhiên Brom tồn tại trong tự nhiên chủ yếu ở dạng hợp chất, màu đỏ nâu, hầu hết là muối bromua của kali, natri và magiê. Hàm lượng brom trong tự nhiên ít hơn so với clo và flo. Bromua kim loại có trong nước biển và nước hồ. Brôm và hơi brôm rất độc. Brôm rơi vào da gây bỏng nặng. Đồng vị Brôm có 2 đồng vị ổn định: Br79 (50,69 %) và Br81 (49,31%) và ít nhất là 23[10] đồng vị phóng xạ đã biết là tồn tại. Nhiều đồng vị của brôm là các sản phẩm phân hạch hạt nhân. Một vài đồng vị nặng của brôm từ phân hạch là các nguồn bức xạ nơtron trễ. Tất cả các đồng vị phóng xạ của brôm đều có thời gian tồn tại tương đối ngắn. Chu kỳ bán rã dài nhất thuộc về đồng vị nghèo nơtron Br77 là 2,376 ngày. Chu kỳ bán rã dài nhất bên nhóm giàu nơtron thuộc Br82 là 1,471 ngày. Một loạt các đồng vị của brôm thể hiện các trạng thái đồng phân giả ổn định. Đồng vị ổn định Br79 cũng có trạng thái đồng phân phóng xạ có chu kỳ bán rã 4,86 giây. Nó phân rã bởi chuyển tiếp đồng phân tới trạng thái nền ổn định[11]. Điều chế Nguồn chính điều chế brom là nước biển. Sau khi đã lấy muối ăn (NaCl) ra khỏi nước biển, phần còn lại chứa nhiều muối bromua của kali và natri. Sau đó, sục khí clo qua dung dịch, ta có phản ứng hóa học sau:  2NaBr + Cl2 → 2Nacl+ Br2 Sau đó, chưng cất dung dịch, brom sẽ bay hơi rồi ngưng tụ lại. Tính chất Brom là chất ôxi hóa mạnh nhưng kém clo. Brom phản ứng với hidro khi đun nóng (không gây nổ như clo)  H2(k) + Br2(l) → 2HBr(k) Brom ôxi hoá được ion I-:  Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2 Brom tác dụng được với nước nhưng khó khăn hơn Clo:  Br2 + H2O → HBr + HBrO Brom còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất ôxi hóa mạnh:  Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl Điều chế Brom dùng để chế tạo một số dược phẩm, phẩm nhuộm,.... Nó cũng được dùng chế tạo AgBr (bromua bạc) là chất nhạy với ánh sáng để tráng lên phim ảnh. Ghi chú 1. ^ "Bromine: bromine(III) fluoride compound data". WebElements.com. Tra cứu ngày 10-12-2007. 2. ^ "Bromine: bromine(IV) oxide compound data". WebElements.com. Tra cứu ngày 10-12-2007. 3. ^ a b Balard, Antoine (1826). “Memoire of a peculire Substance contained in Sea Water”. Annals of Philosophy: 387– và 411–. 4. ^ a b Landolt, Hans Heinrich (1890). “Nekrolog: Carl Löwig”. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 23 (3): 905–909. doi:10.1002/cber.18900230395. 5. ^ Weeks, Mary Elvira (1932). “The discovery of the elements: XVII. The halogen family.”. Journal of Chemical Education 9: 1915. 6. ^ Balard, A.J. Annales de Chimie et Physique (1826). 32. pp. 337–382. 7. ^ Wisniak, Jaime (2004). “Antoine-Jerôme Balard. The discoverer of bromine”. Revista CENIC Ciencias Químicas 35 (1). Ciencias-Quimicas/2004/1/09204109.pdf. 8. ^ Barger, M. Susan; White, William Blaine (2000). "Technological Practice of Daguerreotypy". The Daguerreotype: Nineteenth-century Technology and Modern Science. JHU Press. 31–35. ISBN 9780801864582. 9. ^ Shorter, Edward (1997). A History of Psychiatry: From the Era of the Asylum to the Age of Prozac. John Wiley and Sons. pp. 200–202. ISBN 9780471245315. 10. ^ GE Nuclear Energy (1989). Chart of the Nuclides, 14th Edition. 11. ^ Audi, Georges (2003). “The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A (Atomic Mass Data Center) 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.