元素溴
元素周期表中第35位元素
化學元素溴(Br)在周期表中處於第四周期第VⅡA族。它的原子序數35,相對原子量79.904。溴的化學性質比較活潑。它最外層有7個電子容易得到一個電子形成8電子穩定結構。
通常狀態下,單質溴是紅棕色液體,劇毒,腐蝕性強,物態為298k 100kPa。它很容易揮發,通常應該密封保存或者在試劑瓶液面上加入少量的水減少揮發。
氣態的溴單質有刺激性氣味,會刺激氣管黏膜,產生窒息作用。吸入較多的蒸氣會導致嚴重中毒,甚至造成死亡。
溴能夠溶於水中,常溫下溴在水中的溶解度為每升35g。但溶解度很有限,其水溶液被稱為溴水,顏色為紅棕色,一定濃度下毒性很強。但由於它能夠大量溶於有機溶劑,因而可以用酒精,四氯化碳,氯仿等從水中萃取溴。
溴的發現,曾有一段有趣的歷史:1826年,法國的一位 青年波拉德,他在很起勁地研究海藻。當時人們已經知道海藻中含有很多碘,波拉德便在研究怎樣從海藻中提取碘。他把海藻燒成灰,用熱水浸取,再往裡通進氯氣,這時,就得到紫黑色的固體——碘的晶體。然而,奇怪的是,在提取后的母液底部,總沉著一層深褐色的液體,這液體具有刺鼻的臭味。達件事引起了波拉德的注意,他立即著手詳細地進行研究,最後終於證明,這深褐色的液體,是一種人們還未發現的新元素。波拉德把它命名為“濫”,按照希臘文的原意,就是“鹽水”的意思。波拉德把自己的發現通知了巴黎科學院。科學院把這新元素改稱為“溴”,按照希臘文的原意,就是“臭”的意思。
波拉德關於發現溴的論文——《海藻中的新元素》發表后德國著名的化學家利比息非常仔細、幾乎是逐字逐句進行推敲地讀完了它。讀完后,利比息感到深為後悔,因為他在幾年以前,也做過和波拉德相似的實驗,看到過這一奇怪的現象,所不同的是,利比息沒有深入地鑽研下去。當時,他只憑空地斷定,這深褐色的液體只不過是氯化碘(ICl)——通氯氣時,氯和碘形成的化合物。因此,他只是往瓶子上貼了一張“氯化碘”的標籤就完了,從而失之交臂,沒有發現這一新的元素。從這件事以後,利比息在科學研究工作中,變得踏實得多了,在化學上作出了許多貢獻。他把那張“氯化碘”的標籤小心地從瓶子上取下來,掛在床頭,作為教訓,並常把它拿給朋友們看,希望朋友們也能從中吸取教訓。後來,利比息在自傳中談到這件事時,這樣寫道:“從那以後.除非有非常可靠的實驗作根據,我再也不憑空地自造理論了”。
溴的發現史上的這一段故事,再一次證明了毛主席所指出的真理:”你要有知識,你就得參加變革現實的實踐。”科學是老老實實的學問,任何一點調皮都是不行的。”
在所有非金屬元素單質中,溴是唯一 的在常溫下處於液態的單質。正因為這樣,其他非金屬元素的中文名稱部首都是“氣”(氣態)或“石”(固態)旁的,如氧、碘,而只有溴是三點水旁的——液態。渙是深褐色的液體,此水重兩倍多。溴的熔點為-7.3℃,沸點為58.78℃。溴能溶於水,即所謂的“溴水”。溴更易溶解於一些有機溶劑,如三氯甲烷(即氯仿)、四氯化碳等。
溴在大自然中並不多,在地殼中的含量只有十萬分之一左右,而且沒有形成集中的礦層。海水中大約含有十萬分之六的溴,含量並不高,自然,人們並不是從海水中直接提取,而是在曬鹽場的鹽滷或者制鹼工業的廢液中提取:往裡通進氯氣,用氯氣把溴化物氧化,產生遊離態的溴,再加入苯胺,使溴成三溴苯胺沉澱出來。
溴很易揮發。溴的蒸氣是紅棕色的,毒性很大,氣味非常刺鼻,並且能刺激眼粘膜,不住地流淚。在軍事上,溴便被裝在催淚彈里,用作催淚劑。在保存溴時,為了防止溴的揮發,通常在盛溴的容器中加進一些硫酸。溴的比重很大,硫酸就象油浮在水面上一樣地浮在溴的上面。
溴的最重要的化合物,要算是溴化銀了。溴化銀具有一個奇妙的特性——對光很敏感,受光照后便會分解。人們把溴化銀和阿拉伯樹膠製成乳劑塗在膠片上,製成“溴膠乾片”。我們平常所用的照相膠捲、照相底片、印相紙,幾乎都塗有一層溴化銀。在20世紀,照相消耗著大量的溴化銀。1962年全世界溴的化合物的產量已近十萬噸,其中有將近九萬噸被用於攝影。由於人們在溴化銀中加入一些增敏劑,膠片的質量也不斷得到了提高。不久前,人們已經能把曝光時間縮短到十萬分之一秒以至百萬分之一秒拍下正在飛行中的子彈、火箭;人們也能在菜油燈或者火柴那樣微弱的光線下,拍出清晰的照片。
生物學家們發現,人的神經系統對溴的化合物很敏感。在人體中注射或吸收少量溴的化合物后,神經便會逐漸被麻痹。這樣,溴的化合物——溴化鉀、溴化鈉和溴化銨,在醫學上便被用作鎮靜劑。通常,都是把這三種化合物混合在一起使用,配成的水溶液就是我們常聽到的“三溴合劑”,壓成片的便是常見的“三溴片”,是重要的鎮靜劑之一。不過,溴化物主要從腎臟排泄出去,排泄比較慢,長期地服用不太合適,容易造成中毒。