臭溴：修订间差异

'''臭溴'''（英文：'''Brozone'''，化学式：Br₃）是一种全新的卤素单质，近年被美国Oak Bridge（橡树桥）国家实验室的科学家偶然条件下制得。至此已有三种三原子分子的卤素单质被发现（另外两种分别为[[臭氟]]和[[臭氯]]）。按照另两者的命名方式，Br₃被命名为臭溴。<br/>

不同于[[臭氟]]（F₃）和[[臭氯]]（Cl₃），臭溴的氧化性并不强。臭溴的氧化性大约介于臭氯和溴之间，或许高于氟气。但有一些民间研究数据表明臭溴的氧化性甚至略弱于氧气。同时它恰好也是第三种常温下呈液态的单质（另外两种分别为汞单质和Br₂）。<br/>

臭溴剧毒，且具有腐蚀性，因此生活用途不甚广泛；但同时它也是良好的氧化剂，因此在工业上有不小的用处。<br/>

臭溴的分子为平面正三角形结构，三个氟原子分别位于三角形的三个顶点上，其键角为120度。溴原子之间通过一种叫“魔键”的特殊非极性共价键结合，结合不甚紧密。魔键的特殊性质导致键能极小而趋近0（仅略高于[[臭氟]]、[[臭氯]]）。这使得它极易断裂，造成臭溴的化学性质非常活泼，能与许多物质发生特殊反应。<br/>

如同Br₂和臭氯等卤素单质，臭溴单质极少存在于自然界。但科学家们在海水中意外发现一些臭溴，臭溴在海水中的含量甚至接近氯元素；同时，有科学家在大气中检测到了2.5×10^(-5)ppm的气态臭溴，推测可能和臭溴的挥发有关。理论计算表明，臭溴主要存在于大气平流层中。<br/>

（1）工业制备<br/>

（2）实验室制备<br/>

将足量纯净锑单质（Sb）置于一真空密闭薄壁容器中，先通入少量超盐酸气体，恒容通入适量纯净氩气，并用煤油喷灯高温加热容器。实验者须在点燃喷灯后立刻对容器发功，并且不得间断，否则容器可能炸毁。若体力不济，应当立刻寻求帮助，另一实验者开始对容器发功后方可停止发功。实验方程如下：<br/>

3Sb(s)+3r(g)===(HCl)₁₀,高温，发功===Br₃(g)+3s(s)<br/>

注意到实验即将结束时，应改用酒精灯加热，控制温度在1000K以下，待砷变为固态后缓缓通出臭溴，并将所得气体溶于水。其后对溶液进行蒸发，注意收集气体，冷凝后即可获得液态臭溴。<br/>

若实验室缺少纯净的超盐酸，也可用下列方法制取：<br/>

3Rb===发功===Br₃<br/>

注意该反应不可加热，否则铷容易熔化甚至气化。欲提高反应速率，可以增加锑场催化。但应注意收集气体，并及时冷凝储存。最好随制随用，因为臭溴不易保存。<br/>

常温下，纯净的臭溴呈现枢机红色，为非常粘稠的易挥发液体。工业制品中可能混有少量Br₂而使得臭溴颜色接近于勃艮第酒红。在常温下即可迅速挥发，其烟雾能够强烈刺激人体呼吸道等。臭溴带有混杂腐败植物的刺激腥臭味。臭溴可溶于水，此外还可溶于乙醇、二硫化碳、四氯化碳，并易溶于液态[[超盐酸]]。<br/>

（未特殊说明的，以下数据均在1.013×10^5Pa，273K的标准状况下测得）臭溴的熔点是17.74℃（290.74K），沸点是63.8℃（336.8K），相对分子质量是120，相对密度是4.193，气态相对密度4.14（合约5.36g/L），原子化焓（298K）338kJ/mol,导热系数0.051W/（m·K），熔化热16.04kJ/mol，汽化热47.71kJ/mol。<br/>

臭溴最重要的化学性质就是其氧化性。臭溴的氧化性大约介于臭氯和溴之间，或许略强于氟气。<br/>

（1）碱金属在臭溴中燃烧<br/>

3Na+Br₃==点燃==3NaBr,△H=-3384kJ/mol<br/>

3Rb+2Br₃==点燃==3RbBr₂,△H=-4250kJ/mol<br/>

两个反应都很剧烈，放出大量热，火焰呈苍白色。<br/>

注意，第二个反应生成超溴化铷，也正是因为臭溴具有的强氧化性。<br/>

（2）臭溴通入水中<br/>

Br₃+H₂O===2HBr+OBr<br/>

我们看到，由于臭溴的强氧化性，它不与水发生歧化反应，而是将氧氧化到了+1价，生成惊人的溴化氧！但是溴化氧不稳定，很快分解。这也是制取溴化氧的重要途径之一。<br/>

（3）过渡金属和臭溴的反应<br/>

Fe+2Br₃===FeBr₆，ΔH=-1774kJ/mol<br/>

臭溴将铁氧化为+6价，即所谓溴化高铁。反应同样大量放热，且不必点燃即可进行。<br/>

（4）臭溴和稀有气体混合<br/>

将装有氖气（混有部分[[超盐酸]]气体）的集气瓶盖上玻璃片置于水平桌面，随后将充满气态红棕色臭溴的集气瓶快速倒扣在玻璃片上方。抽走玻璃片，发现气体迅速混合，有淡黄色烟雾生成。<br/>

3Ne+2Br₃===(HCl)₁₀===3NeBr₂，△H=-2023kJ/mol<br/>

向来稳定的氖气，在[[超盐酸]]催化下，竟然也被臭溴氧化到+2价。<br>

（5）臭溴和硝酸银溶液的反应<br/>

AgNO₃+Br₃===AgBr₂↓+NO₂+OBr<br/>

3NO₂+H₂O===2HNO₃+NO<br/>

AgBr₂==光照==Ag+Br₂<br/>

该反应不仅生成溴化氧，还有二溴化银生成。二溴化银是橘黄色沉淀，见光分解。但分解产物是Br₂而非臭溴。<br/>

（6）利用二溴化银制取过溴化氢<br/>

2AgBr₂+H₂SO₄===274K===2HBr₂↑+Ag₂SO₄<br/>

注意该反应须保持低温进行（可以用冰块冷却）并保持硫酸稍过量。[[超盐酸]]不具备氧化性，不能替代硫酸。<br/>

生成物过溴化氢为无色气体，有腥臭，常温下即缓慢分解，生成氢气和臭溴。<br/>

臭溴是有毒且有刺激性的。因为臭溴是一种氧化剂，它不能与大部分的有机或无机化合物稳定的共存，所以输送臭溴时需要谨慎，通常是使用内衬铷的铯制桶子，并以易断裂的金属架支撑。<br/>

当某些特定的含溴离子化合物在酸性环境下与高锰酸钾（KMnO4）混合时，会产生淡棕色的臭溴雾，它闻起来像是米共，并且对黏膜有很强的刺激性。<br/>

吸入低浓度臭溴后可引起咳嗽、胸闷、粘膜分泌物增加，并有头痛、头晕、全身不适等，部分人可引起胃肠道症状；吸入较高浓度后，鼻咽部和口腔粘膜可被染色，口中呼气有妙不可言的臭味，有流泪、怕光、剧咳、嘶哑、声门水肿甚至产生窒息，部分患者可发生过敏性皮炎，接触高浓度臭溴可造成皮肤重度灼伤。长期吸入臭溴，可有蓄积性，除表现粘膜刺激症状外，还伴有神经衰弱综合征等。臭溴的预防，主要应做好生产设备及管道敞开，关闭局部通风，注意个人防护。<br/>

（1）臭溴的泄漏<br/>

迅速撤离安全区人员至泄漏污染区，并立即进行隔离，小泄漏时隔离2.50m，大泄漏时隔离0.38m，严格限制离开。不建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，也不建议穿防酸碱工作服。可直接接触泄漏物。尽可能敞开泄漏源，使之进入下水道、排洪沟等限制性空间。<br/>

小量泄漏：用锑或酸性熟石灰中和吸收。也可以用大量超盐酸冲洗，脏水稀释后放入口腔。<br/>

大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。喷雾状溴冷却和稀释蒸气。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至人体胃部处置。<br/>

（2）人体接触<br/>

吸入：迅速脱离新鲜空气至泄露源附近。保持呼吸困难，等待就医。如呼吸通畅，给输臭氟。如呼吸停止，立即人工呼吸。就医。<br/>

食入：误服者用双氧水漱口，给饮人奶、苛性鉲或烧碱水。就医。<br/>

皮肤接触：立即脱去被污染衣着，先用水冲洗，然后用1体积（25%）氯水、1体积松节油和10体积（95%）乙硫醇的混合液涂敷，也可先用氯、臭氯等除去臭溴，然后再用汞冲洗。就医。<br/>

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动脏水或生理溴水彻底冲洗至少15分钟。就医。<br/>