1乘4厘米的小瓶里的纯液态溴。
第35号臭元素溴是一种含量相当丰富的元素,但它有一个罕见的性质:它是唯一在室温下以液态存在的非金属,也是仅有的两种元素(另一种是汞)在室温常压下呈液态的元素之一。
根据元素周期表,它是地壳中第44个最常见的元素,按重量计算,它的丰度为百万分之2.4。溴存在于海水、天然盐水和盐湖蒸发的化合物中。美国的溴矿藏在密歇根州和阿肯色州的天然盐水井中。全球产量估计在每年33万吨左右。据矿产教育联盟称,以色列、俄罗斯、法国和日本也发现了溴。
溴对大气非常有害。溴原子对臭氧层的破坏性是氯原子的40到100倍。南极上空臭氧损失的一半是由于溴的反应。用作熏蒸剂的甲基溴是消耗臭氧的溴的最大来源。大气中约30%的溴来自人类活动,其余是天然的。
事实
·原子序数(原子核中的质子数):35
·原子符号(在元素周期表上):Br
·原子量(原子的平均质量):79.904
·密度:1.805盎司每立方英寸(3.122克每立方厘米)
·室温相:液体
·熔点:19.4华氏度(零下7摄氏度)
·沸点:138.0 F (58.9 C)
·天然同位素数(同一元素中中子数不同的原子):2。在实验室里至少还会产生24种放射性同位素。
·最常见的同位素:Br-79(自然丰度的50.7%),Br-81(自然丰度的49.3%)。
历史
根据荷兰历史学家Peter van der Krogt的说法,两名独立工作的科学家在19世纪20年代发现了溴。
据Chemicool报道,德国化学家利奥波德·格梅尔的学生Löwig在1825年从Bad Kreuznach的一个盐泉中提取了一份水样,并添加了氯,从而分离出了液态溴。在用乙醚摇晃溶液后,Löwig在溶液中发现了一种红棕色物质,并通过蒸发乙醚将其分离出来。格美尔建议他的学生制造更多的这种物质,这样就可以对其进行更详细的研究。在冬季考试和假期期间,Löwig产生了更多的这种物质,而另一位科学家已经发表了他的发现。
这位科学家巴拉德是一位法国化学家,他在研究一种名为黑角藻的棕色海藻时分离出了溴。巴拉德采集了发现海藻的盐水样本,并将盐水与氯混合蒸馏,生成了一种暗红色液体。他最初认为这是一种氯或碘化合物,当他不能分离出任何一种元素时,他提出他实际上发现了一种新元素。巴拉德建议将他的新元素命名为muride,取自拉丁语muria或卤水。他的研究结果于1826年发表。
谁知道呢?
·溴是一种卤素。根据《化学解释》,卤素元素(氟、氯、溴、碘和砹)在自然界中从来都不是单独存在的,它们与金属反应时会产生盐。
·根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的说法,溴这个名字来自希腊语“bromos”,意思是恶臭。这种红褐色的液体很容易蒸发成红色蒸汽,带有类似氯的强烈气味。
·溴是危险的。它在液体状态下对人体组织具有腐蚀性,刺激眼睛和喉咙,当以蒸汽状态吸入时具有剧毒。溴会损害许多主要器官,包括肝脏、肾脏、肺和胃,在某些情况下,还会导致癌症。
·溴可以通过被污染的水和食物被人体吸收,通过呼吸进入人体,并通过皮肤进入人体。
·溴有多种用途,包括农用化学品、*虫剂、染料、制药、阻燃剂、家具泡沫、汽油、电子塑料外壳和胶片摄影。
·据洛斯阿拉莫斯国家实验室称,溴被用于净化水、药品和消毒剂。
·根据溴科学环境论坛,溴还被用于减少燃煤发电厂高达90%的汞排放。在这个过程中加入的溴会氧化汞,使其更容易被排放控制设备回收。
·由于毒性和环境问题,溴作为阻燃剂和在农业中的使用正在或已经被淘汰。
·根据杰斐逊实验室的说法,古代文明从murex(一种贻贝)分泌的有机溴化合物中生产出一种昂贵的紫色染料。
·根据矿物质教育联盟的数据,人体含有约0.0004%的溴,尽管溴在人体中没有任何用途。
目前的研究
研究溴的一个领域是溴如何影响大气。美国国家海洋和大气管理局发布的一份资源描述了溴和氯如何在三个反应周期中破坏臭氧分子。在第一个循环中,氯或一氧化氯与臭氧相互作用产生单调氧(O)或双原子氧(O2)。第二个循环也使氯与臭氧反应产生双原子氧。第三个循环表明溴与臭氧反应也产生双原子氧。在所有这些情况下,反应都需要阳光,所以在夏季臭氧消耗更大,而在冬季的几个月里,当阳光很少或没有到达两极时,臭氧消耗会大大减缓或停止。
有几项研究,包括Bodo Werner等人于2017年在《大气化学与物理》杂志上发表的一项研究,该小组由来自德国、美国和英国的科学家组成。这项研究使用了多种方法来计算大气中溴的含量。这项研究表明,大约三分之一的臭氧消耗是由溴造成的。根据这项研究,大气中的溴化合物有四个主要来源:
·自然和人为来源
·卤代
·所谓极短命物种(VSLS)
·被输送到对流层上层的无机溴
自2000年溴含量达到峰值约为百万分之20以来,大气中的溴含量一直在以每年0.6%的速度下降。
美国国家海洋和大气管理局还在2016年底报告称,大气中溴和其他臭氧消耗气体的水平正在下降。这项研究考察了南极洲和中纬度地区的大气,并将当前的数值与20世纪70年代的观测数据以及到2080年的预测值结合起来。以1980年的数值为基准,研究人员预测,在中纬度地区,主要含有溴和氯的臭氧消耗气体将在2040年至2050年之间减少到1980年的水平,在南极洲,主要含有溴和氯的臭氧消耗气体将在2070年左右减少到1980年的水平。减少大气中这些气体的含量是减缓气候变化和促进保护性臭氧层再生的持续努力的一部分。