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.
構造
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。
測定値
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。
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
Radius 120 pm — that is 0.12 nm, so about 4167 million of them side by side would span a millimetre.
熱範囲
臭素 is liquid over a 66 K window, from 266 K to 332 K.
物語
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。
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。
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。
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。
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。
由来
2.4 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 59% of elements
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。
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
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。
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 (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.
[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.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.
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.
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.
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.
臭素 was discovered in 1826 by Antoine Balard. It is named after greek bromos, "stench".
臭素 makes up about 2.4 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.