Кіріспе
Бром қосылыстары - элемент бромды (Br) құрайтын қосылыстар. Бұл қосылыстар әдетте 1, +1, +3 және +5 тотықсу күйлерін құрайды. Бром реактивтілігі жағынан хлор мен йодтың арасында аралық және ең реактивті элементтердің бірі болып табылады. Бромға байланысты энергиялар хлорға қарағанда төмен, бірақ йодқа қарағанда жоғары, бром - хлорға қарағанда әлсіз тотықтырғыш, бірақ йодқа қарағанда күшті. Бұл X/X жұптарының стандартты электродтық потенциалдарынан (F, +2.866 V; Cl, +1.395 V; Br, +1.087 V; I, +0.615 V; At, шамамен +0.3 V) байқалады. Бромиялау көбінесе йодтанудан жоғары тотығу күйіне әкеледі, бірақ хлорлануға қарағанда төмен немесе тең тотығу күйіне әкеледі. Бром ММ, МХ немесе МС байланыстарын қамтитын қосылыстармен МBr байланыстарын қалыптастыруға бейім. Галлогендік байланыстар энергиясы (кДж/моль) 2 P + 6 HO + 3 Br → 6 HBr + 2 HPO HPO + HO + Br → 2 HBr + HPO Бөлме температурасында, сутек бромиді сутек фторлы газдан басқа барлық сутек галидтері сияқты түсті газ болып табылады, өйткені сутек үлкен және тек қана электронегативті бром атомына күшті сутек байланысын құра алмайды; алайда, сутекті байланыстар төмен температурада, сутек фторлы құрылысына ұқсас, әлсіз сутекті байланыстар қатты кристалды сутек бромлы газда кездеседі, температура көтерілгенде бұзылулар пайда болады. Фторсутектен айырмашылығы, сусыз сұйық сутек бромиді еріткіш ретінде жұмыс істеу қиын, өйткені оның қайнау нүктесі төмен, сұйық диапазоны аз, диэлектрлік тұрақтылығы төмен және ол HBr және HBr2 иондарына айтарлықтай бөлінбейді. Соңғылары, кез келген жағдайда, сутек пен бром арасындағы өте әлсіз сутекті байланысқа байланысты бифторсутек иондарына (HF2 ) қарағанда әлдеқайда тұрақсыз, бірақ оның тұздары өте үлкен және әлсіз поляризацияланатын катиондар, мысалы, Cs және NR4 + (R = Me, Et, Bu) әлі де оқшаулануы мүмкін. Сусыз сутек бромиді нашар еріткіш болып табылады, ол нитрозил хлориді және фенол сияқты кіші молекулалық қосылыстарды немесе тетраалкиламмоний галидтері сияқты өте төмен энергетикалық торы бар тұздарды ерітуге қабілетті. Металдарды Br-мен бромдау окистену күйлерін Cl-мен хлорлаудан төмендетеді, өйткені окистену күйлерінің әртүрлілігі бар. Бромдар элементтің немесе оның оксиді, гидроксиді немесе карбонатының гидробром қышқылымен реакциясымен жасалуы мүмкін, содан кейін аздап жоғары температурада төмен қысыммен немесе сусыз сутек бромиді газымен біріктіріліп, сусыздалуы мүмкін. Бұл әдістер бром өнімінің гидролизде тұрақты болғанда жақсы жұмыс істейді; басқа жағдайда, элементтің жоғары температурадағы тотықтырғыш бромдалуы броммен немесе сутегін бромдауымен, металл оксидінің немесе басқа галоидтың жоғары температурадағы бромдалуы броммен, ұшқыш металл бромды, көміртек тетрабромды немесе органикалық бромды қамтиды. Мысалы, ниобий (V) оксиді 370 °C температурада көміртек тетрабромидімен реакцияға келіп, ниобий (V) бромиді түзеді. Бром монофторлы (BrF) бөлме температурасында тұрақсыз, тез және кері бұрылмай бром, бром трифторлы және бром пентафторлы болып бөлінеді. Сондықтан оны таза түрде алуға болмайды. Ол элементтердің тікелей реакциясымен немесе жоғары температурада бром мен бром трифторлысының компропорциясымен синтезделуі мүмкін. Бром пентафториді (БРФ) алғаш рет 1930 жылы синтезделген. Ол кең ауқымда 150 °C-тан жоғары температурада артық фтормен бромның тікелей реакциясымен, ал кіші ауқымда 25 °C-та калий бромды фторирлеу арқылы алынады. Ол сумен де қатты әсер етеді және өте күшті фторландыратын агент болып табылады, бірақ хлор трифторлы әлі де күшті.
|+ style="margin bottom: 5px;" | Halogen bond energies (kJ/mol)
2 P + 6 HO + 3 Br → 6 HBr + 2 HPO
HPO + HO + Br → 2 HBr + HPO
At room temperature, hydrogen bromide is a colourless gas, like all the hydrogen halides apart from hydrogen fluoride, since hydrogen cannot form strong hydrogen bonds to the large and only mildly electronegative bromine atom; however, weak hydrogen bonding is present in solid crystalline hydrogen bromide at low temperatures, similar to the hydrogen fluoride structure, before disorder begins to prevail as the temperature is raised. Unlike hydrogen fluoride, anhydrous liquid hydrogen bromide is difficult to work with as a solvent, because its boiling point is low, it has a small liquid range, its dielectric constant is low and it does not dissociate appreciably into HBr and HBr2 ions – the latter, in any case, are much less stable than the bifluoride ions (HF2 ) due to the very weak hydrogen bonding between hydrogen and bromine, though its salts with very large and weakly polarising cations such as Cs and NR4+ (R = Me, Et, Bu) may still be isolated. Anhydrous hydrogen bromide is a poor solvent, only able to dissolve small molecular compounds such as nitrosyl chloride and phenol, or salts with very low lattice energies such as tetraalkylammonium halides. Bromination of metals with Br tends to yield lower oxidation states than chlorination with Cl when a variety of oxidation states is available. Bromides can be made by reaction of an element or its oxide, hydroxide, or carbonate with hydrobromic acid, and then dehydrated by mildly high temperatures combined with either low pressure or anhydrous hydrogen bromide gas. These methods work best when the bromide product is stable to hydrolysis; otherwise, the possibilities include high temperature oxidative bromination of the element with bromine or hydrogen bromide, high temperature bromination of a metal oxide or other halide by bromine, a volatile metal bromide, carbon tetrabromide, or an organic bromide. For example, niobium(V) oxide reacts with carbon tetrabromide at 370 °C to form niobium(V) bromide. The pale brown bromine monofluoride (BrF) is unstable at room temperature, disproportionating quickly and irreversibly into bromine, bromine trifluoride, and bromine pentafluoride. It thus cannot be obtained pure. It may be synthesised by the direct reaction of the elements, or by the comproportionation of bromine and bromine trifluoride at high temperatures. Bromine pentafluoride (BrF) was first synthesised in 1930. It is produced on a large scale by direct reaction of bromine with excess fluorine at temperatures higher than 150 °C, and on a small scale by the fluorination of potassium bromide at 25 °C. It also reacts violently with water and is a very strong fluorinating agent, although chlorine trifluoride is still stronger.
Полибром қосылыстары
Дибром жоғары бірінші иондау энергиясына ие күшті тотықтырғыш болса да, пероксид дисульфурил фториді (SOF) сияқты өте күшті тотықтырғыштар оны тотықтырғаннан кейін қызыл Br2+ катионды құрайды. Тағы бірнеше бром катионы белгілі, атап айтқанда қоңыр Br3+ және қара қоңыр Br5+. Трибромид анионы, Br3 , сондай-ақ сипатталған; ол трийодидке ұқсас.
Бром оксидтері мен оксокислоталары
+ Сулы Br түрлерінің стандартты редукциялық потенциалдары және вакуумда төмен температурадағы бром диоксидінің ыдырауынан жасалуы мүмкін. Ол йодты йод пентоксидіне және бензолды 1,4 бензохинонға окистендіреді; сілтілік ерітінділерде гипобромит анионын береді. "Бром диоксиді" деп аталатын, ашық сары кристалды қатты зат, бром перброматы, BrOBrO ретінде жақсы құрастырылуы мүмкін. Ол -40 °C жоғары температурада жылулық жағынан тұрақсыз, 0 °C температурада элементтеріне қатты ыдырайды. Дибромин триоксиді, синтаксис BrOBrO, сонымен қатар белгілі; ол гипобром қышқылы мен бром қышқылының ангидриді. Бұл -40 °C жоғарыда ыдырайтын апельсин түсті кристалды қатты зат; тым тез қыздырса, 0 °C шамасында жарылады. Тағы бірнеше тұрақсыз радикалдық оксидтер, сондай-ақ дибром пентоксиді, трибром октоксиді және бром триоксиді сияқты нашар сипатталған оксидтер белгілі. { Br + HO HOBr + H + Br K = 7.2 × 10 mol l Br + 2 OH OBr + HO + Br K = 2 × 10 mol l Гипобром қышқылының тұрақсыздығы шамадан тыс. Гипобромит иондары бром және бромды беруге оңай пайда болады: Бромды сулы гипохлоритпен тотығу арқылы шағын көлемде дайындалатын бромттар маңыздырақ және олар күшті тотықтырғыш заттар болып табылады. Хлорид пен перхлоратқа өте баяу диспропорционалданған хлораттардан айырмашылығы, бромат анионы қышқыл және сулы ерітінділерде диспропорционалданған жағдайда тұрақты. Бром қышқылы күшті қышқыл. Бромдар мен бромдар бромға мынадай мөлшерде бөлінеді:
Hypobromous acid is unstable to disproportionation. The hypobromite ions thus formed disproportionate readily to give bromide and bromate: More important are the bromates, which are prepared on a small scale by oxidation of bromide by aqueous hypochlorite, and are strong oxidising agents. Unlike chlorates, which very slowly disproportionate to chloride and perchlorate, the bromate anion is stable to disproportionation in both acidic and aqueous solutions. Bromic acid is a strong acid. Bromides and bromates may comproportionate to bromine as follows:
Органобром қосылыстары
Басқа көміртек-галогендік байланыстар сияқты, CBr байланысы - негізгі органикалық химияның бір бөлігін құрайтын жалпы функционалдық топ. Формальды түрде, осы функционалдық топтағы қосылыстар бромид анионының органикалық туындылары деп саналуы мүмкін. Бром (2,96) мен көміртек (2,55) арасындағы электронегативтілік айырмашылығына байланысты CBr байланысындағы көміртек атомы электрондар жетіспейтін және осылайша электрофилді. Органобром қосылыстарының реактивтілігі хлорлы органолар мен йодты органолар қосылыстарының реактивтілігіне ұқсас, бірақ аралық. Көптеген қолданбалар үшін органобромидтер реактивтілік пен шығындардағы компромисті білдіреді. Органобромидтер табиғаттағы ең көп таралған органогалоидтер болып табылады, тіпті бром концентрациясы теңіз суында хлоридтің 0,3% -ын ғана құраса да, бромды күшті электрофил Br эквивалентіне окистендіру оңай болғандықтан. Бромпероксидаза ферменті бұл реакцияны катализдейді. Жыл сайын мұхиттардан 12 миллион тонна бромформа және 56000 тонна бромметан шығарылады деп есептейді. Алкен функционалдық тобының бар-жоғын анықтаудың ескі сапалық сынағы - алкендер қоңыр түсті сулы бром ерітінділерін түссіз етіп, кейбір дибромоалкандар да пайда болған бромгидринді құрайды. Реакция қысқа өмір сүретін, күшті электрофилді бром аралықтан өтеді. Бұл галогенді қосу реакциясының мысалы.