ДЗ 3 1. Определите название элемента с порядковым номером 35. Пользуясь периодической системой Д.И. Менделеева, составьте наиболее полную характеристику данного элемента.

Задача: определить элемент по номеру 35 и дать его максимально подробную характеристику.

Пошаговое решение

1. Определение элемента по номеру

• Порядковый номер элемента N = 35.
• В периодической системе элементов это элемент с атомным номером 35. Название: Бром.
• Символ: Br.

2. Расположение в периодической системе

• Период: 4 (четвёртый период).
• Группа: 17 (галогены).
• Тип элемента: неметал; неглубокая металлоидная/галогенная принадлежность к группе неметаллов.

3. Основные физические характеристики

• Состояние при комнатной температуре: жидкость.
• Цвет жидкости: красновато-бурый.
• Плавление: около −7,2 °C.
• Кипение: около 58,8 °C.
• Плотность: примерно 3,12 г/см³ при 20 °C.
• Запах: резкий, характерный для галогенов.
• Атомная масса (для справки): около 79,904 у.ц.м. (Br-79 и Br-81 в природной смеси).

4. Электронная структура и химическая избыточность

• Электронная конфигурация: [Ar] 3d^10 4s^2 4p^5.
• Валентность и характер химических связей: валентность в химических соединениях часто равна 1 или 7; галогены склонны принимать или отдавать один электрон, образуя Br^- в сольвах, или образуя соединения с различными степенями окисления: -1, +1, +3, +5, +7.
• Тип атомной связи и химическая активность: высокореактивный неметалл, образующий галогиды и бромиды; хорошо соединяется с металлами, водородом и кислородом.

5. Основные химические свойства и типичные реакции

• Основное состояние в соединениях: образует бромиды (Br^-), кислоты кислородсодержащие (например, броматы BrO3^-), а также галогениды в различных степенях окисления.
• Примеры важных реакций:
  • Br2 + H2O ⇌ HOBr + HBr (гидроперу Br₂ диспроизируется на гипобромистую и бромистую кислоты в водной среде).
  • Br2 + 2 NaOH → NaBr + NaBrO + H2O (со щелочами образуются броматы/бромитаты в зависимости от условий).
  • Элементарный брoм Br2 реагирует с металлами, образуя бромиды металлов (например, NaBr, KBr).
• Важные соединения:
  • Гидробромиди (HBr) — сильная неорганическая кислота.
  • Бромиды щелочных и щелочно-земельных металлов (NaBr, KBr и т. д.).
  • Броматы (BrO3^-, BrO4^- в некоторых случаях).

6. Природное содержание и получение

• Пресуществование: bromine встречается в морской воде и минералах в виде бромидов; основное сырьё — рассолы и заливы, где проводят выпаривание для концентрирования брома.
• Методы получения: сепарация и выпаривание рассолов; извлечение в виде жидкого брома из солевых растворов.

7. Применение

• Дезинфекция воды и переработка сточных вод (ранее широко применялся как дезинфицирующее средство).
• В производстве фотоплёнок и фотоматериалов (ранее — соединения типа бромид серебра в процессах фотографии; сейчас часто заменяются аналогами, но бромсодержащие соединения остаются в некоторых областях).
• Бромированная химия и органическая синтезная химия: различные органобромсодержащие соединения, фторированное/бромированное полимерное сырьё.
• Огнестойкие материалы: бромированные полимеры и соединения применяются как flame retardants.
• Медицинские и бытовые применения в прошлом и настоящее время в меньшей степени (бриомиды в медицине раньше применялись как седативные средства; современные медицинские применения ограничены из-за токсичности).

8. Безопасность и токсичность

• Бром — коррозионно-опасный и токсичный для дыхательных путей, кожи и глаз; пары и жидкость раздражают слизистые.
• Рекомендуется надлежащая вентиляция, защитные перчатки и очки при работе с Br2/Bromine-containing растворами.
• Взаимодействие с органическими материалами может образовывать токсичные и potentially канцерогенные соединения; необходимо соблюдать правила хранения (контейнеры из материалов, устойчивых к коррозии).

9. Краткая итоговая характеристика

• Элемент: Бром (Br), атомный номер 35.
• Позиция: период 4, группа 17 (галогены).
• Физика: жидкость красновато-бурая при комнатной температуре; плавление −7,2 °C, кипение 58,8 °C; плотность ~3,12 г/см³.
• Химия: неметаллообразующий галоген; образует Br^- и множество оксосеребряных/оксосодержащих соединений; характерные степени окисления от -1 до +7.
• Природа и применение: встречается в морской воде и растворимых солях; применяется в дезинфекции, фотохимии, производстве бромированных полимеров и flame retardants.
• Безопасность: токсичен и раздражает, требует осторожности и правильной техники работы.

Если нужно, могу привести более детальные примеры конкретных соединений брoма (например, формулы и уравнения реакций) или сделать сравнительную таблицу по свойствам с соседними halogenами (F, Cl, I).