35 Br 臭素 79.904
ハロゲン p-block Period 4 Group 17

臭素

Br · Element 35 · Halogens

One of only two elements that are liquid at room temperature, and the one that smells like a swimming pool from hell.

20°Cでの状態 液体
原子量 79.904 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

構造

臭素原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質について臭素が118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 3.103 g/cm³ 24%
融点 265.8 K 12%
沸点 332 K 10%
比熱 0.474 J/g·K
熱伝導率 0.12 W/m·K 9%

原子

原子半径 120 pm 14%
共有結合半径 120 pm
ファンデルワールス半径 185 pm

電子

電気陰性度 2.96 95%
イオン化エネルギー 1139.5 kJ/mol 91%
電子親和力 324.2 kJ/mol 97%

存在

地殻中の存在度 2.4 mg/kg 59%

同定

元素記号Br
原子番号35
原子量79.904 u
分類ハロゲン
ブロックp
結晶構造斜方晶系
酸化数-1, +1, +3, +5, +7
発見年1826
発見者Antoine Balard

出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a 臭素 atom?

Radius 120 pm — that is 0.12 nm, so about 4167 million of them side by side would span a millimetre.

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

臭素 is liquid over a 66 K window, from 266 K to 332 K.

位置

表での位置

臭素 sits in period 4, group 17. Everything in group 17 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER ハロゲン

All ハロゲン

物語

臭素とは何か、そしてどのように発見されたか

臭素は室温で液体の非金属元素として唯一の存在であり、地球上で最も反応性の高い元素の一つです。暗い赤褐色の液体で、むせるような強い刺激臭があり、魅力的である一方、危険でもあります。名前は悪臭を意味するギリシャ語の「bromos」に由来し、非常に低い濃度でも検知できる強力で不快なにおいをよく表しています。 1826年、フランスの化学者Antoine-Jérôme Balardが地中海沿岸の海藻灰を研究しているときに発見しました。当初、他の化学者たちは臭素を塩素とヨウ素の化合物にすぎないと考え、その発見を退けました。Balardは新しい元素を発見したことを何度も証明しなければなりませんでした。興味深いことに、ドイツの化学者Carl Jacob Löwigもほぼ同じ時期に鉱泉から臭素を独自に単離していましたが、先に発表したのはBalardでした。 臭素をまったく独特なものにしているのは、その物理的な状態です。室温で液体である元素はわずか2つしかなく、もう一つは水銀です。臭素は容易に蒸発して有毒な橙褐色の蒸気を形成し、その蒸気は空気より密度が大きいため、化学の授業で印象的な実験に使われます。反応性も非常に強く、有機物や金属をすぐに侵食し、水とも反応します。 臭素は写真、医療、産業で重要な役割を果たしてきました。臭化銀は光に当たると暗くなるため、写真フィルムに不可欠でした。臭化物化合物はかつて鎮静剤として広く使われており、「taking a bromide」という表現が、退屈または気持ちを落ち着かせるものを意味する由来にもなっています。現在、臭素化合物は重要な難燃剤として、家具から電子機器まで、さまざまなものを火災から守っています。 注目すべきことに、臭素は海水や塩湖に濃縮されており、死海には天然で最も高い濃度が含まれています。イスラエルは死海から大量の臭素を抽出しており、この価値ある元素の主要な世界的生産国となっています。

The discovery of 臭素

赤い蒸気の発見

Antoine-Jérôme Balardは、地中海沿岸の塩性湿地から採取した海藻灰を研究していた1826年に臭素を発見しました。特徴的な赤褐色の蒸気と刺激臭から、Balardはこの新しいハロゲン元素を同定し、悪臭を意味するギリシャ語の「bromos」にちなんで名付けました。

用途

臭素の用途

臭素:難燃剤

臭素は難燃剤として非常に効果が高く、電子機器、繊維、輸送機器の火災を防いで数えきれないほどの命を救ってきました。また、その化学反応性によって、写真から油井掘削まで幅広い用途が可能になっています。

難燃技術

臭素系難燃剤は気相中の燃焼連鎖反応を妨げ、他のハロゲン系に比べて優れた防火性能を発揮します。電子機器への用途には、コンピューターの回路基板、テレビの筐体、自動車部品などがあり、消費者の保護と法規制への適合のために防火安全性が重要です。

石油・ガス生産

掘削流体には臭素化合物が使われ、深い油井で密度を高め、地層圧力を制御します。臭化セシウムまたは臭化亜鉛を含む仕上げ流体は、従来の流体では対応できない高圧・高温環境で、安全な油井の仕上げを可能にします。

水処理

臭素消毒は、塩素系よりpHの安定性に優れ、プール、スパ、冷却塔で効果的な殺生物作用を発揮します。工業用水処理では、臭素系殺生物剤を使って循環系の微生物増殖を抑え、バイオフィルムの形成を防ぎます。

臭素:安全性と産業

  • 火災安全
    • 電子機器用難燃剤(コンピューター、テレビ)
    • 自動車内装用難燃剤
    • 繊維・家具張り用処理剤
    • 建築用断熱材の防火処理
  • 水処理
    • プール・スパの消毒
    • 冷却塔の殺生物剤システム
    • 工業用水処理
    • 自治体の水道水消毒システム
  • 石油・ガス産業
    • 深井戸用掘削流体
    • 油井仕上げ・改修用流体
    • 地層損傷の防止
    • 圧力制御システム
  • 化学製造
    • 医薬品中間体の製造
    • 特殊化学品の合成
    • 農業用化学品の製造
    • 染料・顔料の製造

由来

天然での存在

2.4 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 59% of elements

臭素:海の恵み

臭素は蒸発と地質学的過程によって海水に濃縮され、死海には世界で最も高い臭素濃度として4,000-5,000 ppmが含まれています。商業的な臭素抽出のほとんどは、固体の鉱物資源ではなく、海水または地下かん水を利用しています。

かん水からの生産

海水処理では、塩素による酸化の後に蒸気蒸留を行って臭素を回収します。一方、アーカンソー州とイスラエルの地下かん水井からは、臭素を高濃度で含む資源が得られます。アーカンソー州のスマックオーバー層には、臭素濃度が4,000 ppmを超えるかん水が含まれています。

取り扱い

安全性

臭素の安全性:強い腐食性

臭素の液体と蒸気は極めて腐食性が高く有毒であるため、取り扱いと保管には包括的な安全対策が必要です。重度の化学熱傷や呼吸器障害を引き起こす可能性があるため、緊急時の対応手順が重要です。

ばく露限界

  • OSHA PEL:0.1 ppm(8-hour TWA)
  • NIOSH REL:0.1 ppm(10-hour TWA);0.3 ppm(15-minute ceiling)
  • 緊急時のばく露:3 ppmで生命および健康に直ちに危険

安全対策

臭素を取り扱う際は、全面形面体の呼吸用保護具、耐酸性衣服、緊急用シャワー・洗眼設備の使用が義務付けられています。蒸気検知システムと緊急換気により、作業区域での危険な蓄積を防ぎます。

簡単な回答

臭素:よくある質問

What is 臭素?

臭素 (symbol Br) is element 35 on the periodic table, a ハロゲン in period 4, group 17. One of only two elements that are liquid at room temperature, and the one that smells like a swimming pool from hell. At room temperature it is a liquid.

What is the electron configuration of 臭素?

臭素's ground-state electron configuration is [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁵, giving 4 occupied shells holding 2, 8, 18, 7 electrons respectively. Its outer shell holds 7 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of 臭素?

臭素 melts at 265.8 K (-7.3 °C) and boils at 332 K (58.9 °C). It will melt in a warm room or in the palm of your hand.

What is the atomic mass of 臭素?

The standard atomic weight of 臭素 is 79.904 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is 臭素?

臭素 has a density of 3.103 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of 臭素 is about 3.1× heavier.

What is the electronegativity of 臭素?

臭素 has a Pauling electronegativity of 2.96. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this high means it tends to pull electrons away from almost anything it bonds with.

Who discovered 臭素, and when?

臭素 was discovered in 1826 by Antoine Balard. It is named after greek bromos, "stench".

How common is 臭素 on Earth?

臭素 makes up about 2.4 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.