Brom là gì? Brom (Br) hóa trị mấy? Nguyên tử khối Br là bao nhiêu?

Bromine là gì? Bromine (Br) hóa trị mấy? Nguyên tử khối Bromine là bao nhiêu? Bromine có tính chất, cách điều chế và ứng dụng như thế nào? Bổ sung ngay các kiến thức bổ ích nhất về Bromine (Br) với thông tin được Admin tổng hợp và chia sẻ dưới đây nhé!

Bromine là gì trong bảng tuần hoàn hóa học?

Bromine là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Br và số nguyên tử 35 trong bảng tuần hoàn. Nó thuộc nhóm 17 và chu kỳ 4 của bảng tuần hoàn hóa học. Bromine là một Halogen, nằm cạnh iodine (I) và xenon (Xe) trên bảng tuần hoàn.

Bromine có phản ứng hóa học mạnh mẽ vì vậy trong tự nhiên Bromine không tồn tại ở dạng nguyên chất và nó tồn tại dưới dạng các hợp chất. Trong các muối Halogen, Bromine là chất không màu, dễ hòa tan, khá giống muối ăn.

Nguyên tử Bromine có cấu trúc điện tử $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 3 d^{10} 4 s^{2} 4 p^{5}$ . Nó có 7 electron ở lớp ngoài cùng, do đó có khả năng tạo thành ion $B r^{-}$ để đạt cấu hình điện tử của argon (Ar). Bromine cũng có thể tạo thành liên kết hóa học với các nguyên tố khác.

Cấu hình electron của Bromine

Bromine (Br) có thể có các số oxi hoá -1, +1, +3, +5 và +7. Tuy nhiên, số oxi hoá chính thường được sử dụng cho bromine là -1, khi nó tạo thành ion Bromide ( $B r^{-}$ ) trong các hợp chất. Ion Bromide là ion âm có 8 electron (đạt cấu hình electron của khí hiếm argon), và nó thường kết hợp với các ion dương khác để tạo thành các hợp chất ion. Ví dụ, trong muối Sodium bromide (NaBr), Bromine có số oxi hoá -1. Các số oxi hoá khác của Bromine (+1, +3, +5 và +7) ít phổ biến hơn và thường xuất hiện trong các hợp chất không phổ biến hoặc trong các điều kiện đặc biệt.

Nguyên tử khối của Bromine (Br) là khoảng 79.904 mol/l, tuy nhiên, trong nhiều bài tập nó được làm tròn lên thành ~80 mol/l.

Bromine có nhiều đồng vị khác nhau. Trong số đó, có hai đồng vị ổn định là ${}^{79}B r$ chiếm 50,69% và ${}^{81}B r$ chiếm 49,31%. Ngoài ra, còn tồn tại ít nhất 23 đồng vị phóng xạ có thời gian tồn tại ngắn.

Các đồng vị của Bromine thường là kết quả của quá trình phân hạch hạt nhân, trong đó một số đồng vị nặng được tạo ra từ phân hạch và trở thành nguồn bức xạ neutron trễ. Đồng vị ${}^{77}B r$ có chu kỳ bán rã dài nhất trong nhóm đồng vị nghèo neutron, là 2.376 ngày. Đồng vị ${}^{82}B r$ có chu kỳ bán rã dài nhất trong nhóm đồng vị giàu neutron, là 1.471 ngày.

Bromine được phát hiện vào năm 1825 bởi nhà hóa học Antoine Ballard. Ballard đã tìm thấy các muối Bromide trong tro của tảo biển, phát hiện của ông được tìm thấy ở các đầm lầy nước mặn ở Montpellier. Tảo biển được sử dụng vào quá trình sản xuất iodine, và trong thành phần của nó có chứa Bromine. Ông đã có thí nghiệm chưng cất Bromine từ dung dịch tro của tảo biển, nó được bão hòa bằng Chlorine. Kết quả nghiên cứu này đã được ông công bố vào năm 1826.

Trước đó 1 năm, là 1825, nhà hóa học arl Jacob Löwig cũng phát hiện ra nguyên tố này. Nhà hóa học người Đức này đã lấy mẫu nước từ suối khoáng ở quê hương Bad Kreuznach. Sau đó ông cho thêm Chlorine vào mẫu nước khoáng để làm bão hòa Dietylete nhằm tách Bromine. Tiếp đó ông đã phát hiện ra một chất màu nâu đỏ trong dung dịch, sau khi làm bay hơn Ete để cô lập được chất này. Tuy nhiên do các kỳ thi và kỳ nghỉ nên nghiên cứu của ông về nguyên tố Bromine đã bị trì hoãn. Vì vậy mà nhà khoa học Antoine Ballard đã có công bố về thành quả nghiên cứu của mình trước ông.

Nguyên tố Bromine (Br) được tìm ra như thế nào?

Một số tính chất vật lý của Bromine như sau:

Trạng thái: Bromine tồn tại ở dạng chất lỏng có màu nâu đỏ và rất dễ bay hơi. Bromine có tính độc với mùi xốc rất khó chịu. Nếu để Bromine rơi vào da sẽ khiến vùng da bị bỏng và rất khó chữa.
Nhiệt độ phân hủy: $600^{0} C$
Tính tan: Bromine tan trong nước tạo thành dung dịch Bromine. Bên cạnh đó, Bromine còn tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như:
Tính chất của Bromine : Benzene; Carbon disulfide; Carbon tetrachloride; Ether và rượu → Dùng xăng hoặc Benzene có thể chiết xuất $B r_{2}$ ra khỏi dung dịch nước Bromine.
Nhiệt độ nóng chảy: $- 7, 3^{0} C$
Nhiệt độ sôi: $58, 2^{0} C$
Nhiệt độ bay hơi: $29, 96 k J . m o l^{- 1}$
Độ âm điện: 2,69
Bán kính nguyên tử: 1,14nm

Bromine có tính oxi hóa mạnh, nhưng yếu hơn Fluorine và Chlorine. Nó có thể tác dụng với kim loại, nước và Hydrogen. Ngoài ra Bromine còn có tính khử nữa. Chi tiết như sau:

Các tính chất hóa học của Brom (Br) là gì?

Brom tác dụng với kim loại

Bromine có thể khiến nhiều kim loại bị oxi hóa khi đun nóng. Phản ứng hóa học sẽ tạo ra muối Bromide tương ứng.

$3 B r_{2} + 2 A l \to 2 A l B r_{3}$ (Điều kiện: Nhiệt độ)

Brom tác dụng với Hidro

Ở điều kiện nhiệt độ cao, Bromine có thể tạo ra phản ứng oxi hóa với Hydrogen. Phản ứng sẽ tạo ra Bromide.

$B r_{2} + H_{2} \to 2 H B r$ (Điều kiện: Nhiệt độ cao)

Khi cho khí HBr tan vào trong nước, nó sẽ tạo thành dung dịch Hydrobromic acid. Đây là một Acid mạnh và độ ăn mòn của nó cao hơn cả Acid HCl.

Brom tác dụng với nước

Khi cho Bromine tan vào nước, sẽ có 1 phần Bromine phản ứng rất chậm. Quá trình này sẽ hình thành nên Acid mạnh HBr và Acid HBrO. Phản ứng hóa học này là phản ứng thuận nghịch, hay phản ứng 2 chiều.

$B r_{2} + H_{2} O ⇌ H B r + H B r O$

Tính khử của Brom (Br2) và Axit HBr

Khi gặp các chất oxi hóa mạnh như nước Chlorine, Bromine sẽ thể hiện tính khử.

$B r_{2} + 5 C l_{2} + 6 H_{2} O \to 2 H B r O_{3} (A x i t b r o m i c) + 10 H C l$

Tính khử của Acid HBr còn mạnh hơn cả Acid HCl. HBr còn khử được các Acid $H_{2} S O_{4}$ , phản ứng hóa học sinh ra $S O_{2}$ .

$2 H B r + H_{2} S O_{4} đ ặ c \to B r_{2} + S O_{2} + 2 H_{2} O$

Dung dịch Acid HBr không có màu, khi để lâu trong môi trường không khí, dung dịch sẽ bị oxi hóa và chuyển sang màu vàng nâu.

$4 H B r + O_{2} \to 2 H_{2} O + 2 B r_{2}$

Trong tự nhiên, Bromine (Br) tồn tại ở dạng các hợp chất, nó có màu nâu đỏ và hầu hết là dạng muối Bromide của Sodium, Potassium, Magnesium. Ngoài ra, Bromine cũng tồn tài trong sông, hồ và nước biển hoặc ở một số vùng biển chết. Hàm lượng Bromine ngoài tự nhiên rất hiếm so với vỏ trái đất, nỏ ít hơn Chlorine, Fluorine rất nhiều.

Trạng thái tự nhiên của Bromine (Br)

Một số hợp chất quan trọng của Bromine mà các em cần nắm được bao gồm: Hydrogen Bromide, Hydrobromic acid và các hợp chất Acid khác. Chi tiết như sau:

Hợp chất Hidro Bromua hay Axit Bromhidric

Trong điều kiện nhiệt độ thường, hợp chất Hydrogen Bromide (HBr) tồn tại ở dạng khí, không có màu. Trong không khí ẩm nó dễ bốc khói và có khả năng tan nhanh trong nước. Dung dịch Hydrobromic acid được xem là một acid mạnh.

Hợp chất chứa oxi của Brom

Ngoài HBr, một số hợp chất khác của Bromine thường gặp như: Acid hypobromous (HBrO) có tính bền, có khả năng oxi hóa nhưng tính acid lại kém hơn HClO; Acid bromic ( $H B r O_{3}$ ) là một Acid mạnh; Acid perbromic ( $H B r O_{4}$ ).

Bromine tồn tại nhiều nhất trong nước biển, vì vậy, để điều chế Bromine người ta sử dụng nguyên liệu chính là nước biển. Sau khi chiết xuất muối ăn NaCl ra khỏi nước biển, phần còn lại sẽ chứa nhiều các nguyên tố muối Bromide của Sodium và Potassium. Tiếp tục người ta tiến hành sục khí Chlorine vào dung dịch muối Bromide để thu về Bromine nguyên chất.

$C l_{2} + N a B r \to 2 N a C l + B r_{2}$

Nhờ đặc tính của mình mà Bromine được đưa vào ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

Bromine được đưa vào ứng dụng như thế nào?

Xử lý nước: Bromine được sử dụng trong việc xử lý nước để diệt khuẩn, khử trùng và kiểm soát vi khuẩn và tảo trong hồ bơi, spa, và hệ thống xử lý nước công nghiệp. Khả năng khử trùng của nó hiệu quả hơn so với nhiều loại thuốc khử trùng khác.
Hóa chất hữu cơ: Bromine có thể được sử dụng làm chất tác động trong quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ, ví dụ như trong sản xuất dược phẩm và thuốc nhuộm.
Chất chống cháy: Bromine và hợp chất brom được sử dụng làm chất chống cháy trong các vật liệu xây dựng, nhựa, đồ điện tử và các sản phẩm gia dụng. Chúng có khả năng ngăn chặn và chữa cháy trong điều kiện nhiệt độ cao.
Sản xuất dược phẩm: Bromine và hợp chất Bromine có thể được sử dụng trong sản xuất dược phẩm và thuốc nhuộm.
Phụ gia xăng dầu: Bromine được sử dụng làm phụ gia xăng dầu, nhưng hàm lượng không lớn và hiện đang có xu hướng giảm dần.
Phòng thí nghiệm và nghiên cứu: Bromine được sử dụng trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu như một chất tác nhân, phản ứng, hoặc chỉ thị.
Công nghiệp hóa chất: Bromine và các hợp chất Bromine có thể được sử dụng trong các quy trình công nghiệp như sản xuất hợp chất hữu cơ, chất tẩy rửa và phụ gia cho cao su và nhựa.
Dùng cho quá trình khoan dầu: Các hợp chất của Bromine mua ở dạng lỏng được người ta đưa vào sử dụng làm dung dịch khoan giếng ở độ sâu lớn và có áp suất cao.
Sản xuất phân bón: Bromine có thể được sử dụng trong sản xuất phân bón và các chất bổ sung dinh dưỡng cho cây trồng.

Bromine có tác động đáng kể đến khí quyển, đặc biệt là trong việc tác động lên tầng ozone và các quá trình hóa học liên quan. Dưới đây là một số tác động quan trọng của Bromine tới khí quyển:

Brom có tác động gì tới khí quyển?

Phá hủy tầng Ozone: Một số hợp chất Bromine, chẳng hạn như Bromo fluorocarbons (halon) và Bromochloromethane, được sử dụng trong quá trình sản xuất và sử dụng các chất chống cháy, là các chất tác động mạnh tới tầng Ozone. Khi được phóng thải vào không khí, các chất này có thể tiếp xúc với tầng Ozone và phá hủy các phân tử Ozone.
Tác động tới quá trình hóa học trong khí quyển: Bromine có thể tham gia vào nhiều quá trình hóa học quan trọng trong khí quyển, bao gồm quá trình Ozone depletion (phá hủy Ozone), quá trình khử (Reduction), quá trình khử phân tử (Dissociation), và quá trình khử Hydroxyl (Hydroxyl radical) và Peroxide (Peroxy radical). Các tác động này có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng hóa học và thành phần khí quyển, góp phần vào quá trình biến đổi và biến động của khí quyển.
Sự phân hủy các chất chống cháy brominat: Các hợp chất chống cháy brominat, chẳng hạn như Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) và Brominated flame retardants (BFRs), được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và gia dụng. Khi các chất này phóng thải vào môi trường, chúng có thể phân hủy và tạo thành các chất chất độc hại và khó phân hủy, gây nguy hại đến môi trường và sức khỏe con người.
Tương tác với các hợp chất khác: Bromine có thể tương tác với các hợp chất khác trong khí quyển, gây ảnh hưởng đến các quá trình hóa học và sinh thái. Ví dụ, sự tương tác giữa brom và các chất hữu cơ có thể tạo ra các hợp chất Brom Organic có khả năng gây hại đến môi trường và sức khỏe con người.

Như vậy, bài viết trên Admin đã tổng hợp và cung cấp đầy đủ các kiến thức về nguyên tố Bromine (Br) trong bảng tuần hoàn hóa học cho các em. Với kiến thức này, các em đã biết Brom hóa trị mấy? Nguyên tử khối của Bromine là bao nhiêu rồi đúng không? Hơn thế nữa các em cũng biết rõ về tính chất hóa học, phản ứng hóa học, cách điều chế, ứng dụng và nhiều thông tin bổ ích khác.