Бром и его характеристики
Общая характеристика брома
Подобно хлору бром находится в природе преимущественно в виде солей калия, натрия и магния. Бромиды металлов содержатся в морской воде, в некоторых озерах и подземных рассолах.
В обычных условиях бром – красно-коричневая жидкость (рис. 1), малорастворимая в воде. При охлаждении водного раствора брома выделяются кристаллогидраты кларатного типа Br2×8H2O. Хорошо растворим в органических растворителях (спирт, бензол, эфир, сероуглерод и т.д.).
Рис. 1. Бром. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса брома
Относительная атомная масса безразмерна и обозначается Ar (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного брома равна 79,901 а.е.м.
Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.
Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула брома двухатомна – Br2. Относительная молекулярная масса молекулы водорода будет равна:
Mr(Br2) = 79,901 × 2 ≈160.
Изотопы брома
Известно, что в природе бром может находиться в виде двух стабильных изотопов 79Br (50,56%) и 81Br (49,44%). Их массовые числа равны 79 и 81 соответственно. Ядро атома изотопа брома 79Br содержит тридцать пять протонов и сорок четыре нейтрона, а изотопа 81Br – столько же протонов и сорок шесть нейтронов.
Существуют искусственные нестабильные изотопы брома с массовыми числами от 67-ми до 97-ми, а также четырнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 82Br с периодом полураспада равным 35,282 часов.
Ионы брома
На внешнем энергетическом уровне атома брома имеется восемь электронов, которые являются валентными:
1s22s22p63s23p63d104s24p5.
В результате химического взаимодействия бром либо отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион, либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:
Br0 +1e → Br1-;
Br0 -1e → Br1+;
Br0 -3e → Br3+;
Br0 -5e → Br5+;
Br0 -7e → Br7+.
Молекула и атом брома
Молекула брома состоит из двух атомов – Br2. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу брома:
|
Энергия ионизации атома, эВ |
11,84 |
|
Относительная электроотрицательность |
2,96 |
|
Радиус атома, нм |
0,114 |
Примеры решения задач
| Задание | Относительная плотность паров брома по воздуху равна 5,37. Какова молекулярная (истинная) формула брома? |
| Решение | Молярная масса брома будет рассчитываться по формуле:
M = D × 29; M = 5,37 × 29 = 155,73 г/моль. Относительная атомная масса брома равна 79,904 а.е.м. Значит, в молекуле брома имеется: x=M/Ar = 155,73/79,904 = 2 атома брома. Молекулярная (истинная) формула брома имеет вид Br2. |
| Ответ | Br2 |
| Задание | Алкен массой 4,2 г может максимально присоединить 16,0 г брома. Установите формулу алкена. |
| Решение | Общая формула алкенов имеет вид CnH2n. Молярная масса равна 14n.Составим уравнение реакции присоединения брома алкеном:
CnH2n + Br2 = CnH2nBr2. Согласно уравнению реакции n(Br2) :n (CnH2n) = 1:1, т.е. n(Br2) = n (CnH2n). Найдем число моль брома (молярная масса – 160 г/моль): n = m / M; n(Br2) = m (Br2) / M (Br2); n (Br2) = 16 / 160 = 0,1 моль. Тогда, n (CnH2n) =0,1 моль. Определим молярную массу алкена: M (CnH2n) = m (CnH2n) / n (CnH2n); M (CnH2n) = 4,2/ 0,1 = 42 г/моль. 42 = 14n; n=3. Формула алкена имеет вид C3H6. |
| Ответ | Формула алкена имеет вид C3H6. |
