Теория
Бром (Br) — это химический элемент 17-й группы (галогены), который обладает широким набором степеней окисления (−1, 0, +1, +3, +5, +7, редко +4 (в BrO2).) .
В обычных условиях бром представляет собой тяжелую красно-бурую жидкость с резким запахом, занимая промежуточное положение по активности между хлором и йодом.
Благодаря наличию вакантных 4d-орбиталей на внешнем электронном слое, бром способен проявлять переменную валентность и положительные степени окисления.
Он может как принимать один электрон для завершения октета, так и отдавать до семи электронов в реакциях с более электроотрицательными элементами.
Рис. Спектр степеней окисления брома. Благодаря наличию пяти электронов на p-подуровне и вакантных d-орбиталей 4-го уровня.
Бром способен последовательно распаривать электронные пары, образуя соединения в нечетных окислительных состояниях от −1 до +7.
В химических реакциях бром проявляет себя как сильный окислитель (особенно в виде простого вещества Br2).
С металлами и водородом он образует соединения со степенью окисления −1. Однако в соединениях с фтором или кислородом бром проявляет положительные степени окисления, выступая в роли восстановителя.
Высшая степень окисления брома равна +7. Она достигается в таких соединениях, как бромная кислота (HBrO4) и периодаты (перброматы), где атом брома задействует все 7 валентных электронов.
Низшая степень окисления брома — −1. Атому не хватает одного электрона до завершения слоя и достижения конфигурации благородного газа криптона. Это типичное состояние для бромидов (например, NaBr, KBr).
Валентность брома варьируется в зависимости от степени возбуждения атома.
Пример для KBrO3 (бромат калия):
(+1) + x + 3 • (-2) = 0
1 + x — 6 = 0 ⇒ x = +5
| СО | Класс соединений | Примеры |
|---|---|---|
| −1 | Бромиды | HBr, NaBr, AlBr3 |
| 0 | Простое вещество | Br2 |
| +1 | Гипобромиты | HBrO, KBrO, BrF |
| +3 | Бромистая кислота | HBrO2, BrF3 |
| +5 | Броматы | HBrO3, KBrO3 |
| +7 | Перброматы | HBrO4, KBrO4 |
▶️ Дано:
Соединение: HBrO3 (Бромноватая кислота).
⌕ Найти:
Определите степень окисления брома в этой молекуле.
✨ Решение:
1) У водорода (H): +1.
2) У кислорода (O): −2.
3) Расчет: (+1) + x + (3 · −2) = 0 → 1 + x − 6 = 0 → x = +5.
✅ Ответ:
Степень окисления брома в HBrO3 равна +5.
Отметьте три правильных утверждения для Брома (Br):
Правильные ответы: 1, 3, 4
1) Порядковый номер 35 = 35 протонов.
3) 4-й период и 17-я группа — точные координаты.
4) Формула 4s2 4p5 уникальна для брома.
Бром находится в 4-м периоде и имеет на внешнем уровне вакантные (пустые) 4d-орбитали.
Это позволяет его электронам распариваться при возбуждении.
У фтора (2-й период) d-подуровня нет, поэтому он не может расширять свою валентность и проявляет только СО −1.
Самой устойчивой является низшая степень окисления −1.
В этом состоянии бром полностью заполняет свой внешний электронный слой, превращаясь в стабильный бромид-ион (Br⁻), что характерно для большинства солей (бромидов калия, натрия и др.).
Для брома, как и для других галогенов, типичны нечетные степени окисления.
Четные состояния (например, оксид BrO2) встречаются крайне редко, они химически нестабильны и склонны к диспропорционированию (самопроизвольному распаду на устойчивые формы).