35 Br بروم 79.904
هالوجين المستوى الفرعي p الدورة 4 المجموعة 17

بروم

Br · العنصر 35 · هالوجين

واحد من عنصرين فقط يكونان سائلين عند درجة حرارة الغرفة، وهو العنصر الذي تفوح منه رائحة مسبح من الجحيم.

الحالة عند 20°C سائل
الكتلة الذرية 79.904 u
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

البنية

ذرة بروم

ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع بروم بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 3.103 g/cm³ 24%
نقطة الانصهار 265.8 K 12%
نقطة الغليان 332 K 10%
الحرارة النوعية 0.474 J/g·K
الموصلية الحرارية 0.12 W/m·K 9%

الذرية

نصف القطر الذري 120 pm 14%
نصف القطر التساهمي 120 pm
نصف قطر فان دير فالس 185 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 2.96 95%
طاقة التأين 1139.5 kJ/mol 91%
الألفة الإلكترونية 324.2 kJ/mol 97%

الوجود

الوفرة في القشرة 2.4 mg/kg 59%

الهوية

الرمزBr
العدد الذري35
الكتلة الذرية79.904 u
الفئةهالوجين
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةمعيني قائم
حالات الأكسدة-1, +1, +3, +5, +7
سنة الاكتشاف1826
اكتشفهAntoine Balard

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة بروم؟

نصف القطر 120 pm — أي 0.12 nm، ولذلك فإن نحو 4.17 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون بروم سائلًا ضمن مجال 66 K، من 266 K إلى 332 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع بروم في الدورة 4، والمجموعة 17. تشترك جميع العناصر في المجموعة 17 في العدد نفسه من الإلكترونات الخارجية، ولذلك تتصرف بطريقة متشابهة جدًا.

عناصر الهالوجينات الأخرى

جميع عناصر الهالوجينات

القصة

ماهيّة بروم وكيف اكتشفناه

البروم هو اللافلز السائل الوحيد في درجة حرارة الغرفة، وواحد من أكثر العناصر تفاعلاً على الأرض. هذا السائل ذو اللون البني المحمر الداكن، برائحته الخانقة النفاذة، رائع وخطير في آنٍ واحد. يأتي الاسم من الكلمة اليونانية "bromos" التي تعني الرائحة الكريهة، وهو وصف مثالي لرائحته القوية غير المستحبة التي يمكن اكتشافها عند تراكيز منخفضة للغاية. اكتشفه عام 1826 الكيميائي الفرنسي Antoine-Jérôme Balard أثناء دراسة رماد الأعشاب البحرية من ساحل البحر المتوسط. وقد رفضه كيميائيون آخرون في البداية، إذ ظنوا أنه مجرد مركب من الكلور واليود. واضطر Balard إلى إثبات اكتشافه لعنصر جديد مراراً. ومن المثير للاهتمام أن الكيميائي الألماني Carl Jacob Löwig عزل البروم بشكل مستقل في الفترة نفسها تقريباً من المياه المعدنية، لكن Balard نشر اكتشافه أولاً. ما يجعل البروم فريداً تماماً هو حالته الفيزيائية؛ فهو واحد من عنصرين فقط يكونان سائلين في درجة حرارة الغرفة، والزئبق هو الآخر. يتبخر البروم بسهولة ليكوّن أبخرة سامة برتقالية بنية، وهي أبخرة أكثر كثافة من الهواء، مما يتيح عروضاً مذهلة في دروس الكيمياء. وتفاعليته شديدة؛ إذ يهاجم المواد العضوية والمعادن بسهولة، ويتفاعل حتى مع الماء. أدى البروم أدواراً مهمة في التصوير الفوتوغرافي والطب والصناعة. وكان بروميد الفضة ضرورياً للأفلام الفوتوغرافية لأنه يَسودّ عند تعرضه للضوء. واستُخدمت مركبات البروميد على نطاق واسع في السابق كمهدئات، ومن هنا جاءت عبارة "تناول بروميداً" بمعنى قول شيء ممل أو مهدئ. واليوم، تُعد مركبات البروم مثبطات لهب أساسية تحمي كل شيء، من الأثاث إلى الأجهزة الإلكترونية، من الحرائق. إليك أمراً لافتاً: يتركز البروم في مياه البحر والبحيرات المالحة، ويحتوي البحر الميت على أعلى التراكيز الطبيعية. وتستخرج إسرائيل كميات هائلة من البروم من البحر الميت، مما يجعلها منتجاً عالمياً رئيسياً لهذا العنصر القيّم.

اكتشاف بروم

اكتشاف البخار الأحمر

اكتشف Antoine-Jérôme Balard البروم عام 1826 أثناء دراسة رماد الأعشاب البحرية من المستنقعات الملحية في البحر المتوسط. وقد قاد البخار الأحمر البني المميز والرائحة النفاذة Balard إلى تحديد هذا العنصر الهالوجيني الجديد، الذي سمّاه اعتماداً على الكلمة اليونانية "bromos" التي تعني الرائحة الكريهة.

الاستخدامات

استخدامات بروم

البروم: مثبط اللهب

أنقذت فعالية البروم الاستثنائية بوصفه مثبطاً للهب أرواحاً لا حصر لها، من خلال منع الحرائق في الأجهزة الإلكترونية والمنسوجات ووسائل النقل، بينما تتيح تفاعليته الكيميائية تطبيقات متنوعة تمتد من التصوير الفوتوغرافي إلى حفر الآبار النفطية.

تقنية تثبيط اللهب

تُوقف مثبطات اللهب المبرومة تفاعلات الاحتراق المتسلسلة في الحالة الغازية، فتوفّر حماية فائقة من الحرائق مقارنةً بأنظمة الهالوجين الأخرى. وتشمل تطبيقات الأجهزة الإلكترونية لوحات الدوائر الحاسوبية وهياكل أجهزة التلفاز ومكوّنات السيارات، حيث تُعد السلامة من الحرائق أمراً حاسماً لحماية المستهلك والامتثال للمتطلبات التنظيمية.

إنتاج النفط والغاز

تستخدم سوائل الحفر مركبات البروم لزيادة الكثافة والتحكم في ضغوط التكوينات في آبار النفط العميقة. وتتيح سوائل إكمال الآبار التي تحتوي على بروميد السيزيوم أو بروميد الزنك إكمال الآبار بأمان في بيئات الضغط المرتفع ودرجات الحرارة العالية، حيث تفشل السوائل التقليدية.

معالجة المياه

يوفّر التطهير بالبروم فعالية مبيدة للأحياء الدقيقة في أحواض السباحة والمنتجعات وأبراج التبريد، مع ثبات أفضل لدرجة الحموضة مقارنةً بأنظمة الكلور. وتستخدم معالجة المياه الصناعية مبيدات أحياء دقيقة قائمة على البروم للتحكم في النمو الميكروبي في الأنظمة المعاد تدويرها ومنع تكوّن الأغشية الحيوية.

البروم: السلامة والصناعة

  • السلامة من الحرائق
    • مثبطات اللهب للأجهزة الإلكترونية (الحواسيب وأجهزة التلفاز)
    • مثبطات اللهب للديكورات الداخلية للسيارات
    • معالجة المنسوجات ومواد التنجيد
    • الحماية من الحرائق في عوازل المباني
  • معالجة المياه
    • تطهير أحواض السباحة والمنتجعات
    • أنظمة المبيدات الحيوية لأبراج التبريد
    • معالجة المياه الصناعية
    • أنظمة تطهير مياه البلديات
  • صناعة النفط والغاز
    • سوائل حفر الآبار العميقة
    • سوائل إكمال الآبار وإصلاحها
    • منع تضرر التكوينات
    • أنظمة التحكم في الضغط
  • التصنيع الكيميائي
    • إنتاج الوسائط الدوائية
    • تخليق المواد الكيميائية المتخصصة
    • تصنيع المواد الكيميائية الزراعية
    • إنتاج الأصباغ والصبغات

مصدره

الوجود الطبيعي

2.4 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 59% من العناصر

البروم: كنز المحيط

يتركز البروم في مياه البحر من خلال التبخر والعمليات الجيولوجية، ويحتوي البحر الميت على أعلى تراكيز البروم في العالم، إذ تبلغ 4,000-5,000 ppm. ويُستخلص معظم البروم التجاري من مياه البحر أو المحاليل الملحية الجوفية، لا من المصادر المعدنية الصلبة.

إنتاج المحاليل الملحية

تستعيد معالجة مياه البحر البروم من خلال الأكسدة بالكلور، تليها عملية التقطير بالبخار، بينما توفر آبار المحاليل الملحية الجوفية في أركنساس وإسرائيل مصادر مركزة للبروم. ويحتوي تكوين Smackover في أركنساس على محاليل ملحية تتجاوز تراكيز البروم فيها 4,000 ppm.

التعامل

السلامة

سلامة البروم: شديد التآكل

البروم السائل وبخاره شديدا التآكل والسُمية، ويتطلب التعامل معهما وتخزينهما اتباع تدابير سلامة شاملة. وتُعد إجراءات الاستجابة للطوارئ حاسمة بسبب احتمال تسبب البروم في حروق كيميائية شديدة وأضرار تنفسية.

حدود التعرض

  • OSHA PEL: 0.1 ppm (8-hour TWA)
  • NIOSH REL: 0.1 ppm (10-hour TWA); 0.3 ppm (15-minute ceiling)
  • التعرض في حالات الطوارئ: خطر مباشر على الحياة والصحة عند 3 ppm

تدابير السلامة

تُعد أجهزة التنفس كاملة الوجه والملابس المقاومة للأحماض ومحطات الاستحمام الطارئ وغسل العينين إلزامية عند التعامل مع البروم. وتمنع أنظمة كشف الأبخرة والتهوية الطارئة تراكماته الخطرة في مناطق العمل.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن بروم

ما هو بروم؟

بروم (رمزه Br) هو العنصر 35 في الجدول الدوري، وينتمي إلى هالوجين في الدورة 4 والمجموعة 17. واحد من عنصرين فقط يكونان سائلين عند درجة حرارة الغرفة، وهو العنصر الذي تفوح منه رائحة مسبح من الجحيم. في درجة حرارة الغرفة، يكون سائلاً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ بروم؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـبروم هو [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵، ويشغل 4 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 7. يحتوي غلافه الخارجي على 7 إلكتروناتٍ، وهذا ما يحدد سلوكه في الترابط.

ما نقطتا انصهار وغليان بروم؟

ينصهر بروم عند 265.8 K (-7.3 °C) ويغلي عند 332 K (58.9 °C). سينصهر في غرفة دافئة أو في راحة يدك.

ما الكتلة الذرية لـ بروم؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ بروم ‏79.904 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة بروم؟

تبلغ كثافة بروم مقدار 3.103 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من بروم أثقل بنحو 3.1×.

ما الكهروسلبية لـ بروم؟

تبلغ كهروسلبية بروم وفق مقياس باولنغ 2.96. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تعني قيمة كهذه الارتفاع أنه يميل إلى جذب الإلكترونات بعيدًا عن كل ما يرتبط به تقريبًا.

من اكتشف بروم ومتى؟

اكتُشف بروم في 1826 على يد Antoine Balard. سُمّي على اسم bromos باليونانية، وتعني «رائحة كريهة».

ما مدى وفرة بروم على الأرض؟

يشكّل بروم حوالي 2.4 mg/kg من قشرة الأرض — وهو غير شائع، لكنه ليس نادرًا.