溴

1824年，法國一所藥學專科學校的22歲青年學生巴拉爾（Balard,Antoine Jerome），在研究他家鄉蒙彼利埃（Montpellier）的水提取結晶鹽後的母液，進行了許多實驗。當通入氯氣時，母液變成紅棕色。最初，巴拉爾認為這是一種氯的碘化物溶液，希望找到這些廢棄母液的組成元素。但他嘗試了種種辦法也沒法將這種物質分解，所以他斷定這是和氯以及碘相似的新元素。巴拉爾把它命名為muride，來自拉丁文muria（鹽水）。1826年8月14日法國科學院組成委員會審查巴拉爾的報告，肯定了他的實驗結果，把muride改稱bromine，來自葡萄牙文brōmos（惡臭），因為溴具有刺激性臭味。實際上所有鹵素都具有類似臭味。溴的拉丁名bromium和元素符號Br由此而來。 ^[1] 

事實上，在巴拉爾發現溴的前幾年，有人曾把一瓶取自德國克魯茲拉赫（Keluzilahe）鹽泉的紅棕色液體樣品交給化學家李比希鑑定，李比希並沒有進行細緻的研究，就斷定它是“氯化碘”，幾年後，李比希得知溴的發現之時，立刻意識到自己的錯誤，把那瓶液體放進一個櫃子，並在櫃子上寫上“恥辱櫃”以警示自己，此事成為化學史上的一樁趣聞。

卡爾·賈古柏·羅威在1825年從巴特克羅伊茨納赫村裏的水泉中分離出了溴。羅威用了一個有飽和氯的礦物鹽溶液，並用乙醚提取出了溴。在醚蒸發後，留下了一些棕色的液體。他用此液體作為他工作的樣本申請了一個在里歐波得·甘末林（Leopold Gmelin）的實驗室的職位。由於發現的公開被延遲了，所以巴拉爾率先發表了他的結果。 ^[1] 

在法國科學家路易斯·尼可拉斯·瓦奎寧（Louis Nicolas Vauquelin）和路易斯·賈奎斯·瑟納德（Louis Jacques Thénard）與約瑟夫·路易·蓋-呂薩克證實了年輕藥劑師巴拉爾的實驗之後，結論出現於法國科學院的一場演講上，並被髮表在化學紀實上。在他發表的論文中，巴拉爾説他基於安格拉達的建議把新元素的名字從muride改成bromine。其他的説法則認為法國的化學與物理學家呂薩克基於它蒸氣的獨特氣味建議了這個名稱。溴直到1860年才被大量製造。 ^[1] 

溴元素在自然界中和其他鹵素一樣，基本沒有單質狀態存在。它的化合物常常和氯的化合物混雜在一起，但是數量少得多，在一些礦泉水、鹽湖水（如死海）和海水中含有溴。鹽滷和海水是提取溴的主要來源。從製鹽工業的廢鹽汁直接電解可得。地球上99%的溴元素以Br-的形式存在於海水中，所以人們也把溴稱為“海洋元素”。 ^[2] 

溴是唯一在室温下呈現液態的非金屬元素，並且是週期表上在室温或接近室温下為液體的六個元素之一，外觀為深紅棕色發煙揮發性液體。 ^[2] 

溴在化學元素週期表中位於第4週期、第ⅦA族，第一電離能11.814eV，溴是一種強氧化劑，它會和金屬和大部分有機化合物產生激烈的反應，若有水參與則反應更加劇烈。溴是一種鹵素，它的活性小於氯但大於碘。溴和金屬反應會產生金屬溴鹽及次溴酸鹽（有水參與時），和有機化合物則可能產生磷光或螢光化合物。溴對大多數金屬和有機物組織均有侵蝕作用，甚至包括鉑和鈀。與鋁、鉀等作用發生燃燒和爆炸。溴可溶於水，但對二硫化碳，醇類與有機酸的溶解度好。

溴最外層電子為4s²4p⁵，有很強的得電子傾向，電負性（由萊納斯·鮑林於1932年提出，定義為“電負性是元素的原子在化合物中吸引電子能力的標度”。）數值為3，因此具有較強的氧化性。

溴單質能與大部分單質化合，部分需要加熱或其它條件。氫與溴在含鉑的石棉或硅膠催化下，加熱至200~400℃可以化合為溴化氫。溴可以把零價態的磷氧化為正三價的磷：3Br₂+2P=2PBr₃，生成的三溴化磷為液體，摻雜着部分五溴化磷。溴與一氧化碳反應，可得到碳酰溴：CO+Br₂=COBr₂，與氨反應，生成溴化銨與氮氣：3Br₂+8NH₃=6NH₄Br+N₂

溴對許多金屬表現出較強的還原性，與金屬形成溴化物。例如，與鈉反應時：2Na+Br₂=2NaBr

溴可以置換出水中的一些非金屬陰離子，例如溴與硫離子的反應：8Br₂+8S^2-=16Br^-+S₈。

當溴與較弱的還原劑反應時，它可以表現出氧化性。在這些反應中，溴自身被氧化。如：Br₂+H₂S=2HBr+S

溴蒸汽與氟氣混合，或者是將氟氣通入液溴中，可以得到三氟化溴：Br₂+3F₂=2BrF₃。

溴在水中及鹼溶液中容易歧化，在水中反應為：Br₂+H₂O=HBrO+HBr，在0℃及以下的低温鹼溶液中發生的反應的離子方程式為：Br₂+2OH^-=2BrO^-+Br^-+H2O，在50°C及以上的高温鹼溶液主要發生的反應的離子方程式為：3Br₂+6OH^-=BrO₃^-+5Br^-+3H₂O。

紫外線或250~400℃下，將溴與烷烴或者烯烴（α-H）或者甲苯混合，會發生自由基取代反應，反應將烷烴、烯烴、甲苯上的氫取代為溴。溴發生自由基取代反應時，3°碳，2°碳，1°碳之間的反應活性相差非常大，選擇性較好，得到的產物較為純淨。

在極性溶劑中，溴易發生異裂，生成溴離子，發生離子型反應，例如溴與烯烴的加成，如：CH₂＝CH－CH＝CH₂＋Br₂→CH₂Br－CHBr－CH＝CH₂（1，2加成）或CH₂＝CH－CH＝CH₂＋Br₂→CH₂Br－CH＝CH－CH₂Br（1，4加成）。

苯（用溴化鐵做催化劑）和純溴的取代反應，不用催化劑反應很慢，用鐵做催化劑時，不需加熱，即可發生反應，該反應是放熱反應。

乙醇可與溴化氫發生取代反應，C₂H₅OH + HBr = C₂H₅Br +H₂O

醛與溴在鹼的催化下或者在酸性條件下由於羰基的作用，醛的α-氫變得異常活潑而被溴取代，生成α-溴代醛和溴化氫，而且往往α-氫趨向於全部被取代，例如，CH₃CHO + Br₂ = Br-CH₂-CHO + HBr。 ^[5] 

溴的化合物一般指含溴為-1氧化態的化合物，包括金屬溴化物、非金屬溴化物以及溴化銨等。鹼金屬、難溶溴化物與難溶氯化物相似，但前者的溶解度通常小於相應的氯化物。溴化物的鹵素互化物，如一溴化碘（IBr）。溴化氫的水溶液稱為氫溴酸，氫溴酸是一種強酸。鹼金屬和鹼土金屬的溴化物可由相應的碳酸鹽或氫氧化物與氫溴酸作用製得，如：溴化錳、溴化鋇、溴化銅、溴化鎂、溴化鉈、溴化汞等，鹼土金屬溴化物以及溴化銨易溶於水。

溴有兩個穩定的同位素：Br-79（50.69%）及Br-81（49.31%）。 ^[6]  其他至少有23种放射性同位素是已被發現可以存在的。不少的溴同位素是核聚變的產物。有幾種來自於核聚變產物的大原子量的溴同位素會產生延遲性的中子衰變。所有的放射性溴同位素的半衰期相對來講是比較短的，半衰期最長的是一箇中子數不足的同位素半衰期為2.376天。半衰期最長的豐中子同位素的半衰期為1.47天。一些溴的同位素有亞穩定的同質異能素。穩定的Br有一個具放射性的同質異能素，半衰期4.86秒，它最終衰變成穩定的基態。 ^[7] 

溴的化合物用途也是十分廣泛的，溴化銀被用作照相中的感光劑。溴可用於製備有機溴化物。溴可用於製備顏料與化學中間體。溴與氯配合使用可用於水的處理與殺菌。

在阻燃劑領域，溴化合物被廣泛應用以提高材料的防火性能。溴阻燃劑的作用機制主要是通過在火焰中引入溴，抑制燃燒過程，降低火災風險。當燃燒發生時，阻燃劑會生成氫溴酸，它會干擾在火焰當中所進行的氧化連鎖反應。高活性的氫、氧與氫氧根自由基會與溴化氫反應成活性沒那麼強的溴自由基。含溴的化合物可以藉由在聚合過程中加入一些被溴化的單體或在聚合後加入含溴化合物的方法加入聚合物中。鹵素在火焰中的作用包括抑制火焰的形成、降低火焰温度、減緩火焰蔓延速度等。溴在鹵化阻燃劑中的應用通常體現為溴化有機化合物，如溴代多聚苯醚（BDEs） ^[8-9]  和溴代多聚碳酸酯（BDPCs） ^[10-11]  等。

溴化阻燃劑的類型：

溴代多聚苯醚（BDEs）： BDEs是一類常見的溴化阻燃劑，廣泛用於塑料、電子產品和建築材料等領域。它們通過釋放溴在火焰中抑制自由基反應，降低材料的燃燒速度。

溴代多聚碳酸酯（BDPCs）： BDPCs也是一種常見的溴化阻燃劑，主要用於增強塑料和聚合物的防火性能。它們通過在燃燒時釋放溴，減緩燃燒過程，形成一層抑制火焰的保護層。

儘管溴化阻燃劑在提高材料防火性能方面表現出色，但一些溴化合物對環境和人體健康可能帶來負面影響。由此，一些研究和工業實踐逐漸轉向開發更環保的阻燃劑，以減少對環境的潛在影響。

1,2-二溴乙烷是添加在含鉛汽油中的一種汽油添加劑，它藉由產生揮發性的溴化鉛來移除引擎中的鉛，此類用法在美國佔了1966年全部溴用量的77%，但這種用途在1970年代因為會污染環境而被禁止了。在某些高性能引擎中，抗爆震劑可能會包含溴化合物。這些抗爆震劑有助於減緩燃燒速度，從而防止引擎產生爆震（knocking）現象。抗爆震劑的使用可以提高引擎的效能，並保護其免受過度的壓力和震動。

醫院裏曾經使用的鎮靜劑，有一類就是用溴的化合物製成的，如溴化鉀KBr、溴化鈉NaBr、溴化銨NH4Br等，通常用以配成“三溴片”，可治療神精衰弱和歇斯底里症，但是三溴片已經被更好的藥品（巴比妥類）所取代了。又如大家熟悉的紅藥水，主要成分也是溴與汞的化合物汞溴紅。

藥物合成方面經常需要用到 ^[12-13]  ，比如巴比妥類，成環的時候需要用溴代烷烴，又如頭孢菌素中間體，需要先對原料青黴素V鉀鹽加入對硝基溴化苄進行酯化。 ^[14] 

溴在醫學影像學中的主要應用是作為X射線造影劑。 ^[15]  溴化合物，尤其是溴化銀（AgBr）和溴化鈉（NaBr），在X射線攝影和計算機斷層掃描（CT掃描）等診斷技術中起到關鍵作用。溴化合物具有高原子序數（溴的原子序數為35），因此它們對X射線具有較好的吸收能力。當溴化合物被引入人體組織或血管系統中，它們可以提高X射線在這些區域的吸收，從而增強影像的對比度。這對於準確診斷和檢測異常病變非常重要。溴化物可以通過注射進入血管系統，用於血管造影。在血管系統中，溴化物增強了血液和血管的X射線吸收，使得血管系統在X射線影像中更為清晰可見。這對於檢測血管疾病、動脈瘤等具有重要價值。在計算機斷層掃描（CT掃描）中，溴化合物同樣用作造影劑，通過增加組織的X射線吸收來提高影像對比度。這對於觀察和診斷內部結構、腫瘤和其他病變至關重要。

1、鈣、鈉與鋅的溴化物在溴的市場中佔有一席之地，這些鹽類在水裏產生稠密的化合物，可以用來做鑽井液，有時也被稱做clear brine fluids。 ^[16] 

2、溴也可以用來生產含溴植物油，含溴植物油在許多橘子口味的軟性飲料中當作乳劑。在此化合物於1940年代被發現後，它被廣泛地使用，直到在1970年代中期，英國與美國限制了它的使用並且研發出了替代用的乳劑。但在1997年美國的軟性飲料仍然可以含有含溴植物油。 ^[17] 

3、溴化乙錠在凝膠電泳中當作DNA的染色劑。

4、高折射率的化合物，含溴的樹脂型具有較高的折射率和較低的色散。

5、水淨化與消毒用化合物。

6、溴化鉀被一些攝影業者使用來防止霧（不希望出現的銀的還原）的生成。

7、溴蒸氣被用於敏化銀版攝影法用的銀版的第二步，該版之後會經過汞蒸氣的處理。溴的角色是加強剛被碘化的銀版的光敏。

單質狀態的溴是有毒且有刺激性的。因為溴是一種氧化劑，它不能與大部分的有機或無機化合物穩定的共存，所以輸送溴時需要謹慎，通常是使用內襯著鉛的鋼製桶子，並以堅固的金屬架支撐。 ^[18] 

當某些特定的含溴離子化合物在酸性環境下與高錳酸鉀（KMnO₄）混合時，會產生淡棕色的溴霧，它聞起來像是漂白水，並且對黏膜有很強的刺激性。

吸入低濃度溴後可引起咳嗽、胸悶、粘膜分泌物增加，並有頭痛、頭暈、全身不適等，部分人可引起胃腸道症狀；吸入較高濃度後，鼻咽部和口腔粘膜可被染色，口中呼氣有特殊的臭味，有流淚、怕光、劇咳、嘶啞、聲門水腫甚至產生窒息，部分患者可發生過敏性皮炎，接觸高濃度溴可造成皮膚重度灼傷。長期吸入溴，可有蓄積性，除表現粘膜刺激症狀外，還伴有神經衰弱綜合徵等。溴氣的預防，主要應做好生產設備及管道密閉，加強局部通風，注意個人防護。 ^[19] 

泄漏：迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，並立即進行隔離，小泄漏時隔離150m，大泄漏時隔離300m，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。

小量泄漏：用蘇打或石灰中和吸收。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。

大量泄漏：構築圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣。用泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。 ^[20] 

燃燒性：不燃

滅火劑：霧狀水、氨水、沙土等。

滅火注意事項：噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。用霧狀水趕走泄漏的液體。用氨水從遠處噴射，驅散蒸氣，並使之中和。但對泄漏出來的溴液不可用氨水噴射，以免引起強烈反應，放熱而產生大量劇毒的溴蒸氣。 ^[20] 

一次誤服大量溴化物者速飲高滲鹽水並探咽導吐，隨即以等滲鹽水洗胃，其後給予硫酸鈉導瀉。因溴離子在體內分佈與氯離子相同，且可互相替代，二者經由腎臟排泄甚少區別，用氯化物後，氯離子排出增加，溴離子相應地增加排出，故對中毒病兒，給服適量氯化銨或氯化鈉（食鹽），對原有心臟病或心衰水腫的患兒，不宜應用大量氯化鈉，可用氯化銨代替。小兒每日用量為75mg/kg，分4次內服（開始可每小時內服1次），直至血內溴化物降至4.85mmol/L（50mg/dl）以下時停用同時給飲大量液，體重症病人可用生理鹽水靜脈滴注（約2500mL/m2）或加入適量葡萄糖溶液並可酌用甘露醇及利尿劑，加速毒物由尿排泄，因氯化物入量過多，則從組織中游離出來的溴離子來不及由腎排出，致使血清溴的濃度暫時性升高，加重病情，嚴重中毒可用透析療法其他為對症處理。 ^[20] 

溴單質應該存放在玻璃瓶中，加蓋玻璃塞，密閉。儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫温應保持在-5℃～25℃。保持容器密封。 ^[21]  應與還原劑、鹼金屬、易燃物或可燃物、金屬粉末等分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。 ^[22] 

起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與還原劑、鹼金屬、易燃物或可燃物、金屬粉末、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高温。 ^[22]