溴的物理和化学性质

1物理性质溴是唯一在室温下是液态的非金属元素,并且是周期表上在室温或接近室温下为液体的六个元素之一。

溴的熔点是-7.2 °C,而沸点是 58.8 °C。

元素单质的形式是双原子分子:Br2。

它是黏稠的,可流动的,红棕色的液体,并在标准温度和压力下容易挥发,形成红色的蒸气(颜色近似于二氧化氮)并且有一股与氯气相似的恶臭。

溴是一种卤素,它的活性小于氯但大于碘。

溴微溶于水,但对二硫化碳,有机醇类(像甲醇)与有机酸的溶解度佳。

它很容易与其他原子键结并有强烈的漂白作用。

溴像氯一样,也有用在游泳池的维护。

一些特定的溴化合物被认为是有可能破坏臭氧层的或是具有生物累积性的。

所以许多工业用的溴化合物不再被生产,被限制,或逐渐的淘汰。

蒙特利尔公约提到了一些有机溴化物是需要被逐渐淘汰的。

溴是一种强氧化剂。

它会和金属和大部分有机化合物产生激烈的反应,若有水参与则反应更加剧烈,溴和金属反应会产生金属溴盐及次溴酸盐(有水参与时),和有机化合物则可能产生磷光或萤光化合物。

性状:深红棕色发烟挥发性液体。

有刺激性气味,其烟雾能强烈地刺激眼睛和呼吸道。

在空气中迅速挥发。

易溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、浓盐酸和溴化物水溶液,微溶于水。

对大多数金属和有机物组织均有侵蚀作用,甚至包括铂和钯。

与铝、钾等作用发生燃烧和爆炸。

位于元素周期表中的第4周期、ⅦA族(卤族元素)。

折光率:1.664储存:密封阴凉保存。

分子式:Br2CAS号:7726-95-6 [1]颜色和状态:深棕红色,有强烈刺激性臭味的液体密度:3.119g/cm3熔点:-7.2℃沸点:58.76℃晶体结构:晶胞为正交晶胞。

常见化合价:-1、0、+5折射率:(gas) 1.001132原子化焓:111.7kJ /mol (25℃)热容:75.69J /(mol· K)导热系数:0.122 W/(m·K)熔化热:5286(千焦/摩尔)汽化热:15.438(千焦/摩尔)原子体积:25.6(立方厘米/摩尔)元素在宇宙中的含量:0.007(ppm)元素在海水中的含量:65(ppm)地壳中含量:0.37(ppm)相对原子质量:79.90原子序数:35质子数:35中子数:45原子核亏损质量:0.7602u摩尔质量:80g/mol所属周期:4电子层排布:2-8-18-7外层电子排布为:4s2 4p5电子层:K-L-M-N核电荷数:35氧化态:Main Br-1,Br+5Other Br+1,Br+3,Br+4,Br+7声音在其中的传播速率:206 (m/S)晶胞参数:a = 672.65 pmb = 464.51 pmc = 870.23 pmα = 90°β = 90°γ = 90°化学键能:(kJ /mol)Br-H 366Br-C 286Br-O 234Br-F 285Br-Br 193Br-B 410Br-Si 310Br-P 264电离能(kJ/ mol)M M+ 1139.9M+ M2+ 2104M2+ M3+ 3500M3+ M4+ 4560M4+ M5+ 5760M5+ M6+ 8550M6+ M7+ 9940M7+ M8+ 18600M8+ M9+ 23900M9+ M10+ 28100第一电离能11.814eV2化学性质氧化还原性溴最外层电子为4s24p5,有很强的的电子倾向,因此具有较强的氧化性(E?Br?(l)/Br=1.065V[2])。

而溴的4d轨道是全空的,可以接受电子,因此也表现出一定的还原性。

溴单质能与大部分单质化合,部分需要加热或其它条件[3]。

氢与溴在含铂的石棉或硅胶催化下,加热至200~400°C可以化合为溴化氢。

[4]溴可以把磷(0)氧化为磷(III):,生成的三溴化磷为液体,掺杂着部分五溴化磷。

[2]溴与一氧化碳反应,可得到碳酰溴:。

[2]与氨反应,生成溴化铵与氮气:。

[2]溴可以置换出水中的一些非金属阴离子,例如溴与硫离子的反应:。

[3]溴与氟气混合,可以得到三氟化溴:,氟过量则生成五氟化溴:。

[2]溴在水中及碱溶液中易歧化,在水中反应为,在碱溶液中则因温度不同而发生不同反应,在0°C及以下的低温中发生的反应为:,在50°C及以上的温度主要发生的反应为:。

[2]有机反应Br-Br键键能相对较小,在一定条件的激发下易断裂,根据断裂时电子的分布,可分为均裂与异裂。

在紫外线或250~400°C下,将溴与烷烃混合,会发生自由基取代反应,反应将烷烃上的氢取代为溴。

溴发生自由基取代反应时,3°碳,2°碳,1°碳之间的反应活性相差非常大,选择性较好,得到的产物较为纯净。

[5]在极性溶剂中,溴易发生异裂,生成溴离子,发生离子型反应,例如溴与烯烃的加成,便是这类反应。

3. 苯(用溴化铁做催化剂)和溴的取代反应:用的溴是纯溴,不能是水溶液。

不用催化剂反应很慢。

铁做催化剂时,不需加热,该反应是放热反应;4. 乙醇可与HBr、PBr3发生取代反应;CH3COOH可与PCl3、PCl5、SOCl2等发生羟基位的取代反应, 例如CH3COOH+SOCl2→CH3COCl;CH3COOH可以在P做催化剂的条件下与卤素发生a–卤代反应,例如:CH3COOH + Cl2→ClCH2COOH +HCl。

醛与溴的在碱的催化下,由于羰基的作用,醛的α-氢变得异常活泼而被溴取代,生成α-溴代醛和溴化氢。

而且往往α-氢趋向于全部被取代。

例如,CH3CHO+Br2=Br-CH2-CHO+HBr反应机理:1.碱和α-氢结合生成碳负离子,是一个慢过程,反应速度与溴的浓度无关;2.生成的烯醇负离子很快与Br2反应,得到α-溴代醛。

重复以上过程,可以得到二溴代醛,三溴代醛(假如是乙醛的话有三个α-氢原子)。

3.得到的a-溴代产物由于溴的强吸电子效应,使羰基碳原子正电性大大加强,在碱性条件下,C-C键容易断裂,生成溴仿和羧酸盐。

Br3-C-CHO+H2O=CHBr3+HCOOH(与催化剂碱中的金属离子结合成甲酸盐)。

在酸性条件下,溴化反应的速度与醛的浓度有关,反应的本质是溴与烯醇式C=C的亲电加成。

与碱催化不同,酸催化的条件下可以使溴化反应停留在一溴代醛阶段。

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