ब्रोमीन की न्यूनतम और अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था। ब्रोमीन के रासायनिक गुण

सभी गैर-धातु रासायनिक तत्वों में एक विशेष श्रृंखला है - हैलोजन। इन परमाणुओं को अपना नाम उन विशेष गुणों के कारण मिला है जो वे रासायनिक अंतःक्रियाओं में प्रदर्शित करते हैं। इसमे शामिल है:

• आयोडीन;
• क्लोरीन;
• ब्रोमीन;
• फ्लोरीन।

क्लोरीन और फ्लोरीन जहरीली गैसें हैंमजबूत ऑक्सीकरण क्षमता. सामान्य परिस्थितियों में, आयोडीन एक स्पष्ट धात्विक चमक के साथ गहरे बैंगनी रंग का एक क्रिस्टलीय पदार्थ है। एक कम करने वाले एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है। चौथा हैलोजन कैसा दिखता है? ब्रोमीन के गुण क्या हैं, इससे कौन से यौगिक बनते हैं और एक तत्व और एक साधारण पदार्थ के रूप में इसकी विशेषताएं क्या हैं? आइए इसे जानने का प्रयास करें।

ब्रोमीन: तत्व की सामान्य विशेषताएँ

आवर्त सारणी के एक कण के रूप में, ब्रोमीन व्याप्त हैक्रमांक 35 वाली कोशिका। तदनुसार, इसके नाभिक में 35 प्रोटॉन होते हैं, और इलेक्ट्रॉन खोल में इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होती है। बाहरी परत विन्यास: 4s²पी⁵.

समूह VII में स्थित, मुख्य उपसमूह,हैलोजन का हिस्सा है - विशेष गुणों वाले रासायनिक तत्वों का एक समूह। कुल मिलाकर, किसी दिए गए परमाणु की लगभग 28 विभिन्न समस्थानिक किस्में ज्ञात हैं। द्रव्यमान संख्याएँ 67 से 94 तक भिन्न होती हैं। दो ज्ञात स्थिर और स्थिर हैं, साथ ही प्रकृति में प्रतिशत सामग्री में प्रमुख हैं:

• ब्रोमिन ⁷⁹ - यह 51% है;
• ब्रोमिन ⁸¹ - यह 49% है.
  

तत्व का औसत परमाणु द्रव्यमान 79.904 इकाई है। ब्रोमीन की ऑक्सीकरण अवस्था -1 से +7 तक भिन्न होती है। यह मजबूत ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित करता है, लेकिन क्लोरीन और फ्लोरीन से कम, आयोडीन से बेहतर है।

खोज का इतिहास

इस तत्व की खोज इसके सहयोगियों की तुलना में बाद में की गई थीउपसमूह उस समय तक, क्लोरीन और आयोडीन पहले से ही ज्ञात थे। यह खोज किसने की? एक साथ तीन नाम दिए जा सकते हैं, क्योंकि इतने सारे वैज्ञानिक लगभग एक साथ एक नए तत्व को संश्लेषित करने में कामयाब रहे, जो बाद में विचाराधीन परमाणु बन गया। ये नाम:

• एंटोनी जेरोम बालार्ड।
• कार्ल लेविग.
• जस्टस लिबिग.

हालाँकि, यह बलार ही हैं जिन्हें आधिकारिक "पिता" माना जाता है, क्योंकि वह न केवल प्राप्त करने और वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे, बल्कि रसायनज्ञों के एक वैज्ञानिक सम्मेलन में एक नया पदार्थ भी भेजते थे, जो एक अज्ञात तत्व है।

एंटोनी बालार्ड रचना अनुसंधान में शामिल थेसमुद्री नमक. इस पर कई रासायनिक प्रयोग करते हुए, एक दिन उन्होंने घोल में क्लोरीन डाला और देखा कि एक प्रकार का पीला यौगिक बन गया है। इसे घोल में क्लोरीन और आयोडीन की परस्पर क्रिया के उत्पाद के रूप में लेते हुए, उन्होंने परिणामी उत्पाद की आगे जांच करना शुरू किया। निम्नलिखित उपचारों के अधीन:

• ईथर से प्रभावित;
• पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड में भिगोया हुआ;
• पायरोलुसाइट से उपचारित;
• सल्फ्यूरिक एसिड वातावरण में रखा गया।

परिणामस्वरूप, उसे एक अस्थिर भूरा-लाल रंग प्राप्त हुआएक अप्रिय गंध वाला तरल। यह ब्रोमीन था. फिर उन्होंने इस पदार्थ की भौतिक और रासायनिक विशेषताओं का गहन अध्ययन किया। बाद में उन्होंने इसके बारे में एक रिपोर्ट भेजी, जिसमें ब्रोमीन के गुणों का वर्णन किया गया था। बलार ने तत्व को जो नाम दिया वह मुरीद था, लेकिन वह चिपक नहीं पाया।

इस परमाणु का आज का सामान्य नाम ब्रोमीन है, जिसका लैटिन में अर्थ है "बदबूदार", "बदबूदार"। इसकी पूर्ण पुष्टि इसके सरल पदार्थ के गुणों से होती है। तत्व की खोज का वर्ष 1825 है।

ब्रोमीन की संभावित ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

इनमें से कई हैं.दरअसल, अपने इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण, ब्रोमीन ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों गुणों को प्रदर्शित कर सकता है, जिसमें पूर्व की स्पष्ट प्रबलता होती है। कुल मिलाकर पाँच संभावित विकल्प हैं:

• -1 - ब्रोमीन की न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था;
• +1;
• +2;
• +3;
• +5;
• +7.

प्रकृति में केवल वे ही यौगिक पाए जाते हैं जिनमें तत्व ऋणात्मक मान में होता है। +7 ब्रोमीन की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है। यह ब्रोमिक एसिड HBrO की संरचना में स्वयं प्रकट होता है₄ और इसके ब्रोमेट लवण (NaBrO₄).सामान्य तौर पर, ब्रोमीन की यह ऑक्सीकरण अवस्था +2 की तरह अत्यंत दुर्लभ होती है। लेकिन -1 के साथ कनेक्शन; +3 और +5 बहुत सामान्य हैं और न केवल रासायनिक उद्योग में, बल्कि चिकित्सा, प्रौद्योगिकी और अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में भी महत्वपूर्ण हैं।

ब्रोमीन एक साधारण पदार्थ के रूप में

सामान्य परिस्थितियों में, विचाराधीन तत्वएक द्विपरमाणुक अणु है, लेकिन गैस नहीं, बल्कि एक तरल है। बहुत जहरीला, हवा में धुंआ और बेहद अप्रिय गंध छोड़ता हुआ। वाष्प की कम सांद्रता भी त्वचा में जलन और शरीर की श्लेष्मा झिल्ली में जलन पैदा कर सकती है। यदि आप अनुमेय सीमा से अधिक हैं, तो दम घुटने और मृत्यु संभव है।

इस तरल का रासायनिक सूत्र Br है₂. जाहिर है, यह प्रतीक ग्रीक भाषा से लिया गया हैतत्व के नाम - ब्रोमोस। परमाणुओं के बीच का बंधन एकल, सहसंयोजक, गैर-ध्रुवीय होता है। परमाणु त्रिज्या अपेक्षाकृत बड़ी है, इसलिए ब्रोमीन काफी आसानी से प्रतिक्रिया करता है। यह इसे रासायनिक संश्लेषण में व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है, अक्सर कार्बनिक यौगिकों के गुणात्मक निर्धारण के लिए एक अभिकर्मक के रूप में।

प्रकृति में साधारण पदार्थ के रूप में नहीं पाया जाताऐसा इसलिए होता है क्योंकि यह आसानी से लाल-भूरे रंग के धुएं के रूप में वाष्पित हो जाता है, जिसका संक्षारक प्रभाव होता है। केवल विभिन्न बहुघटक प्रणालियों के रूप में। विभिन्न प्रकार के यौगिकों में ब्रोमीन के ऑक्सीकरण की डिग्री इस बात पर निर्भर करती है कि प्रतिक्रिया किस तत्व के साथ होती है, अर्थात किस पदार्थ के साथ।

भौतिक गुणों

इन विशेषताओं को कई बिंदुओं में व्यक्त किया जा सकता है।

1. पानी में घुलनशीलता औसत है, लेकिन अन्य हैलोजन से बेहतर है। संतृप्त घोल को ब्रोमीन जल कहा जाता है और इसका रंग लाल-भूरा होता है।
2. द्रव का क्वथनांक - +59.2 ⁰एस
3. गलनांक -7.25 ⁰एस
4. गंध तीखी, अप्रिय, दम घोंटने वाली होती है।
5. रंग - लाल-भूरा.
6. किसी साधारण पदार्थ की भौतिक अवस्था भारी (उच्च घनत्व वाला), गाढ़ा तरल पदार्थ होती है।
7. पॉलिंग स्केल पर इलेक्ट्रोनगेटिविटी 2.8 है।

ये विशेषताएँ इस यौगिक को प्राप्त करने के तरीकों को प्रभावित करती हैं, और इसके साथ काम करते समय अत्यधिक सावधानी बरतने की बाध्यता भी लगाती हैं।

ब्रोमीन के रासायनिक गुण

रासायनिक दृष्टिकोण से, ब्रोमीन दो तरह से व्यवहार करता है।ऑक्सीडेटिव और कम करने वाले दोनों गुण प्रदर्शित करता है। अन्य सभी तत्वों की तरह, यह धातुओं और कम विद्युत ऋणात्मक अधातुओं से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करने में सक्षम है। यह मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों वाला एक कम करने वाला एजेंट है, जैसे:

• ऑक्सीजन;
• फ्लोरो;
• क्लोरीन;
• कुछ अम्ल.

स्वाभाविक रूप से, ब्रोमीन की ऑक्सीकरण अवस्था भी -1 से +7 तक भिन्न होती है। प्रश्नाधीन तत्व वास्तव में किसके साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है?

1. पानी के साथ, परिणाम एसिड (हाइड्रोब्रोमिक और हाइपोब्रोमिक) का मिश्रण होता है।
2. विभिन्न आयोडाइडों के साथ, चूंकि ब्रोमीन अपने लवणों से आयोडीन को विस्थापित करने में सक्षम है।
3. ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और उत्कृष्ट गैसों को छोड़कर सभी गैर-धातुओं के साथ।
4. लगभग सभी धातुओं में एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में। कई पदार्थ तो ज्वलनशील भी होते हैं।
5. ओआरआर प्रतिक्रियाओं में, ब्रोमीन अक्सर यौगिकों के ऑक्सीकरण को बढ़ावा देता है। उदाहरण के लिए, सल्फर और सल्फाइट्स को सल्फेट आयनों में, आयोडाइड्स को आयोडीन में, एक साधारण पदार्थ के रूप में परिवर्तित किया जाता है।
6. क्षार के साथ ब्रोमाइड, ब्रोमेट या हाइपोब्रोमेट बनाते हैं।

ब्रोमीन के रासायनिक गुण विशेष महत्व के हैं,जब यह इसके द्वारा बनने वाले अम्ल और लवण का हिस्सा होता है। इस रूप में, ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में इसके गुण बहुत मजबूत होते हैं। एक साधारण पदार्थ की तुलना में कहीं अधिक स्पष्ट।

प्राप्त करना

तथ्य यह है कि जिस पदार्थ पर हम विचार कर रहे हैं वह रासायनिक दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण है, इसकी पुष्टि 550 हजार टन की मात्रा में इसके वार्षिक उत्पादन के तथ्य से होती है। इन संकेतकों के लिए अग्रणी देश:

• अमेरीका।
• चीन।
• इजराइल।

मुक्त ब्रोमीन निकालने की औद्योगिक विधिझीलों, कुओं और समुद्रों के नमक समाधानों के प्रसंस्करण पर आधारित। इनमें से वांछित तत्व का नमक अलग कर लिया जाता है, जो अम्लीय रूप में परिवर्तित हो जाता है। इसे हवा या जल वाष्प की एक शक्तिशाली धारा के माध्यम से पारित किया जाता है। इस प्रकार ब्रोमीन गैस बनती है। फिर इसे सोडा ऐश से उपचारित किया जाता है और सोडियम लवण - ब्रोमाइड्स और ब्रोमेट्स का मिश्रण प्राप्त होता है। उनके विलयन अम्लीकृत होते हैं और एक मुक्त तरल पदार्थ के साथ निकलते हैं।

प्रयोगशाला संश्लेषण विधियाँ एक मजबूत हैलोजन के रूप में, क्लोरीन के साथ इसके लवणों से ब्रोमीन के विस्थापन पर आधारित होती हैं।

प्रकृति में होना

अपने शुद्ध रूप में हम जिस पदार्थ पर विचार कर रहे हैं वह हैयह प्रकृति में नहीं होता है, क्योंकि यह एक अत्यधिक अस्थिर तरल है जो हवा में धू-धू कर जलता है। यह मुख्य रूप से उन यौगिकों में शामिल है जिनमें ब्रोमीन की न्यूनतम ऑक्सीकरण अवस्था -1 है। ये हाइड्रोब्रोमिक एसिड के लवण हैं - ब्रोमाइड्स। इस तत्व का एक बड़ा हिस्सा प्राकृतिक क्लोरीन लवण - सिल्वाइट, कार्नेलाइट और अन्य के साथ आता है।

ब्रोमीन के खनिजों की खोज स्वयं उन्होंने बाद में की थी। उनमें से तीन सबसे आम हैं:

• एम्बोलाइट - चांदी के साथ क्लोरीन और ब्रोमीन का मिश्रण;
• ब्रोमार्जिनाइट;
• ब्रोमोसिल्विनाइट - बाध्य जल (क्रिस्टलीय हाइड्रेट) के साथ पोटेशियम, मैग्नीशियम और ब्रोमीन का मिश्रण।

में यह तत्व भी सम्मिलित हैजीवित प्राणी। इसकी कमी से तंत्रिका तंत्र के विभिन्न रोग, विकार, नींद में खलल और स्मृति क्षीणता होती है। बदतर मामलों में, इससे बांझपन का खतरा होता है। मछली और समुद्री जीवन लवण के रूप में महत्वपूर्ण मात्रा में ब्रोमीन जमा करने में सक्षम हैं।

पृथ्वी की पपड़ी में, इसकी द्रव्यमान सामग्री 0.0021% तक पहुँच जाती है। समुद्र के पानी और पृथ्वी के जलमंडल में सामान्य तौर पर बहुत कुछ होता है।

सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले ब्रोमीन यौगिक

इसके यौगिकों में ब्रोमीन की ऑक्सीकरण अवस्था क्या है?धातुओं और हाइड्रोजन के साथ? किसी दिए गए तत्व के लिए न्यूनतम संभव शून्य से एक है। ये ऐसे यौगिक हैं जो मनुष्यों के लिए सबसे बड़े व्यावहारिक हित हैं।

1. एचबीआर - हाइड्रोजन ब्रोमाइड (गैस), या हाइड्रोजन ब्रोमाइडअम्ल. गैसीय समुच्चय अवस्था में इसका कोई रंग नहीं होता है, लेकिन इसमें बहुत तेज़ और अप्रिय गंध होती है और बहुत अधिक धुआं निकलता है। इसका शरीर की श्लेष्मा झिल्ली पर संक्षारक प्रभाव पड़ता है। यह पानी में अच्छी तरह घुल जाता है और एसिड बनाता है। बदले में, यह मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित है और एक अच्छा कम करने वाला एजेंट है। सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक एसिड और ऑक्सीजन की क्रिया के तहत आसानी से मुक्त ब्रोमीन में बदल जाता है। धातु धनायनों के साथ लवण के निर्माण के लिए ब्रोमाइड आयन के स्रोत के रूप में इसका औद्योगिक महत्व है।
2. ब्रोमाइड उपरोक्त अम्ल के लवण हैं, जिनमें ब्रोमीन की ऑक्सीकरण अवस्था भी -1 के बराबर होती है। व्यावहारिक रुचि के हैं: LiBr और KBr।
3. ब्रोमाइड आयन युक्त कार्बनिक यौगिक।

उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक

इनमें कई मूल पदार्थ शामिल हैं। ब्रोमीन की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था +7 है, जिसका अर्थ है कि इन यौगिकों में इसे ठीक वैसा ही प्रदर्शित करना चाहिए।

1. ब्रोमिक अम्ल - HBrO₄. इसके लिए सबसे ताकतवर को जाना जाता हैहालाँकि, एसिड का तत्व, यह मजबूत कम करने वाले एजेंटों के हमलों के प्रति सबसे अधिक प्रतिरोधी भी है। इसे अणु की विशेष ज्यामितीय संरचना द्वारा समझाया गया है, जिसका आकार अंतरिक्ष में टेट्राहेड्रोन जैसा होता है।
2. पेरब्रोमेट निर्दिष्ट अम्ल से ऊपर के लवण हैं।उन्हें ब्रोमीन के ऑक्सीकरण की अधिकतम डिग्री की भी विशेषता है। वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं, यही कारण है कि उनका उपयोग रासायनिक उद्योग में किया जाता है। उदाहरण: NaBrO₄, केबीआरओ₄.

ब्रोमीन और उसके यौगिकों का अनुप्रयोग

ऐसे कई क्षेत्रों की पहचान की जा सकती है जिनमें ब्रोमीन और इसके यौगिकों का सीधा उपयोग होता है।

1. रंगों का उत्पादन.
2. फोटोग्राफिक सामग्री के उत्पादन के लिए.
3. चिकित्सा में औषधि के रूप में (ब्रोमीन लवण)।
4. ऑटोमोटिव उद्योग में, अर्थात् गैसोलीन में एक योज्य के रूप में।
5. कुछ कार्बनिक पदार्थों के ज्वलनशीलता स्तर को कम करने के लिए संसेचन के रूप में उपयोग किया जाता है।
6. ड्रिलिंग तरल पदार्थ के निर्माण में.
7. कृषि में कीट-सुरक्षात्मक स्प्रेयर के निर्माण में।
8. पानी सहित एक निस्संक्रामक और कीटाणुनाशक के रूप में।

शरीर पर जैविक प्रभाव

शरीर में ब्रोमीन की अधिकता और कमी दोनों के बहुत अप्रिय परिणाम होते हैं।

पावलोव जीवित प्राणियों पर इस तत्व के प्रभाव को निर्धारित करने वाले पहले व्यक्ति थे। जानवरों पर प्रयोगों से साबित हुआ है कि लंबे समय तक ब्रोमीन आयनों की कमी से निम्न परिणाम होते हैं:

• तंत्रिका तंत्र का विघटन;
• यौन क्रिया विकार;
• गर्भपात और बांझपन;
• वृद्धि में कमी;
• हीमोग्लोबिन के स्तर में कमी;
• अनिद्रा वगैरह.

अंगों और ऊतकों में अत्यधिक संचय से मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी और विभिन्न बाहरी त्वचा रोगों का दमन होता है।