CALM/arwiki huggingface dataset:
كما هو الحال مع الكلور واليود في الحالة الصلبة، يتبلور البروم الصلب وفق نظام بلّوري معيني قائم، وذلك ضمن شبكة بلّورية ذات طبقات من جزيئات Br2. تبلغ المسافة Br–Br في البروم الصلب مقدار 227 بيكومتر (وهي قريبة من مسافة طول الرابطة Br–Br في البروم الغازي والتي تبلغ 228 بيكومتر)؛ أمّا المسافة Br···Br بين الجزيئات فهي 331 بيكومتر داخل الطبقة نفسها، في حين أنّها تبلغ 399 بيكومتر بين الطبقات. تعني هذه البنية أنّ البروم هو موصل سيّء للكهرباء، حيث تبلغ قيمة الموصلية 5 × 10 Ω سم وهي مقيسة بالقرب من نقطة الانصهار، ورغم ذلك فإنّها أفضل من قيمة موصلية الكلور التي يصعب عملياً قياسها من أصلها. عند قيمة ضغط تبلغ 55 غيغاباسكال (GPa) فإنّ البروم يخضع لظاهرة تحوّل من عازل إلى فلزّ؛ أمّا عند ضغط مطبّق مقداره 75 غيغاباسكال فإنّ البنية البلّورية تتغيّر إلى نظام بلّوري معيني قائم مركزيّ الوجه؛ في حين أنّ تطبيق ضغط مقداره 100 غيغاباسكال يغيّر البنية البلورية إلى نظام بلّوري معيني قائم أحادي الذرّة مركزي الجسم.
البروم هو العنصر الثالث في الترتيب في مجموعة الهالوجينات، بالتالي فهو لا فلز، وهو يقع في المجموعة السابعة عشر (المجموعة السابعة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية) في الجدول الدوري. للبروم خواصٌ كيميائية مشابهة لباقي الهالوجينات، وهي عادةً ما تميل لأن تكون وسطاً بين مجاوريه من العنصرين الأعلى (الكلور) والأسفل (اليود) منه. يحوي البروم مثل باقي الهالوجينات على سبعة إلكترون تكافؤ في الغلاف الإلكتروني الخارجي، بالتالي ينقصه إلكترون واحد ليحقّق قاعدة الثمانيات؛ ولذلك فإنّه من المؤكسدات القويّة، وهو نشيطٌ كيميائياً ويتفاعل مع العديد من العناصر الكيميائية الأخرى. ترفع الرطوبة من تفاعلية البروم بشكلٍ كبير؛ ولا يقاوم البروم الرطب إلا عددٌ قليلٌ من الفلزّات، من ضمنها التانتالوم والبلاتين.
وفقاً للاتجاهات الدورية فإنّ قيم الكهرسلبية للبروم هي واقعةٌ أيضاً بين تلك التي لقيم الكلور واليود: (F: 3.98, Cl: 3.16, Br: 2.96, I: 2.66)؛ بالتالي من حيث النشاط الكيميائي هو أضعف من الكلور وأقوى من اليود. بشكلٍ معاكس، فإنّ أيون البروميد هو مختزل أضعف من اليوديد، ولكنّه أقوى من الكلوريد. يقع نصف القطر الذرّي للبروم أيضاً بين قيم الكلور واليود، وهذا ينسحب أيضاً على قيمة طاقة التأيّن الأولى، والألفة الإلكترونية، وكذلك على حرارة التفكّك لجزيء X2، ونصف القطر الأيوني، وعلى طول الرابطة X–X. تميل طاقات الروابط لدى مركّبات البروم لأن تكون أقلّ من نظيرتها لدى مركّبات الكلور وأعلى من التي لدى مركّبات اليود؛ كما تظهر حقيقة أنّ البروم مؤكسدٌ أضعف من الكلور وأقوى من اليود من خلال قيم الكمون القياسي للزوج X/X حيث أنّها في الفلور F بمقدار +2.866 V وفي الكلور +1.395 V وفي البروم +1.087 V وفي اليود +0.615 V. تؤدّي البَرْوَمة إلى حالات أكسدة أعلى من اليَودَدة، ولكنّها أقلّ مِنْ أو مكافئة لحالات الأكسدة في الكَلْورة. يتفاعل البروم مع الهيدروجين، ولكن على العكس من الكلور عند درجات حرارة مرتفعة، ليشكّل غاز بروميد الهيدروجين:
على العموم يميل البروم إلى التفاعل مع مركّبات من النمط M–M أو M–H أو M–C ليشكّل البروميد الموافق M–Br.
يشكّل البروم العديد من المركّبات الكيميائية بحالات أكسدة تتراوح بين -1 إلى +7؛ مع العلم أنّ حالة الأكسدة -1 هي الأكثر استقراراً وشيوعاً، ويشكّلها على هيئة أنيون بروميد. أمّا حالات الأكسدة المرتفعة فيشكلّها فقط في مركّبات تكون حاويةً على عناصر ذات كهرسلبية مرتفعة مثل الأكسجين أو الفلور أو الكلور، وفيها تكون حالات الأكسدة الفردية +1 و +3 و +5 و +7 أكثر استقراراً من الزوجية.
إنّ أبسط مركّبات البروميدات هو مركّب بروميد الهيدروجين HBr، والذي يُحضَّر صناعياً من تفاعل الهيدروجين والبروم عند درجات حرارة مرتفعة بوجود حفّاز من البلاتين؛ أمّا مخبرياً فيمكن الحصول عليه من اختزال البروم بالفوسفور الأحمر. بروميد الهيدروجين هو غازٌ حمضي، يسهل عليه التخلّي عن بروتون في الأوساط المائية مشكّلاً بذلك حمض الهيدروبروميك، وهو حمض قوي، وهو يشكّل العديد من الهيدرات HBr·nH2O، حيث تأخذ n القيم التالية 1 أو 2 أو 3 أو 4 أو 6.
تعدّ البروميدات اللاعضوية من الناحية الكيميائية أملاحاً لحمض الهيدروبروميك، وهي متوفّرة لأغلب العناصر في الجدول الدوري، والاستثناءات هي بسبب الخمول الكيميائي كما هو الحال في الغازات الخاملة، أو بسبب عدم الاستقرار كما في العناصر الثقيلة بعد البزموت، أو بسبب الارتباط مع عناصر مرتفعة الكهرسلبية مثل الأكسجين أو الفلور أو الكلور أو النتروجين. عادةً ما يُستحصَل على البروميدات من تفاعل الفلزّ الموافق مع حمض الهيدروبروميك، ثمّ بإجراء تجفيفٍ عند درجات حرارة معتدلة، وبشكلٍ مثاليّ بوجود غاز بروميد الهيدروجين اللامائي. أمّا إذا كان البروميد غير ثابتاً تجاه الحلمهة فتُجرَى البَرْوَمة عند درجات حرارة مرتفعة باستخدام البروم أو بروميد الهيدروجين أو بروميدات اللافلزّات مثل ثلاثي بروميد البورون BBr3 أو رباعي بروميد الكربون CBr4، والتي تعدّ من العوامل المُبَرْوِمة الجيّدة؛ كما يمكن أيضاً الحصول على البروميدات الدنيا من اختزال البروميدات العليا باستخدام مختزل قويّ مثل الألومنيوم.
إنّ أغلب بروميدات فلزّات العناصر قبل الانتقالية (المجموعات الأولى والثانية والثالثة بالإضافة إلى اللانثانيدات والأكتينيدات في حالات الأكسدة +2 و +3) هي مركّبات أيونية؛ في حين أنّ بروميدات اللافلزات فتكون فيها الرابطة الكيميائية ذات سمة تساهمية، وكذلك هو الحال مع بروميدات الفلزّات في حالات الأكسدة العليا. عادةً ما تكون البروميدات ذات انحلالية جيّدة في الماء، ومن الاستثناءات كلّ من بروميد الفضة وبروميد الرصاص الثنائي.
للبروم عددٌ معتبرٌ من المركّبات بين الهالوجينية، وخاصّةً مع الفلور والكلور، والتي يمكن أن تكون فيها صيغ قياس اتحادية العناصر على الشكل XY أو XY3 أو XY5؛ كما تُعرَف مشتقّات أيونية موجبة (مثل الكاتيونات +BrF2 و+BrF4 و+BrF6) وسالبة (مثل الأنيونين -BrF2 و-BrCl2) لتلك المركّبات. كما تُعرَف أيضاً مركّبات هالوجينية زائفة للبروم، مثل مركّبات السيانيد BrCN والثيوسيانات BrSCN والأزيد BrN3.
من الفلوريدات المعروفة للبروم كلّ من أحادي فلوريد البروم BrF وهو مركّب غير مستقرّ؛ وثلاثي فلوريد البروم BrF3 وهو سائل ذو لون أصفر فاتح ويتفاعل مع الماء وهو من المذيبات اللامائية الأيونية؛ وخماسي فلوريد البروم BrF5 وهو قادر على فَلورة السيليكات عند درجات حرارة تراوح 450 °س. تعدّ جميع الفلوريدات المذكورة للبروم من المُفَلْورات والمؤكسدات القويّة. أمّا بالنسبة للكلوريدات فأشهرها هو أحادي كلوريد البروم BrCl، وهو مؤكسد قويّ ويتفكّك بشكلٍ عكوس إلى الكلور والبروم عند درجة حرارة الغرفة. للبروم حالة أكسدة موجبة في الفلوريدات والبروميدات، بالمقابل فإنّ حالة أكسدة البروم تكون سالبة في يوديدات البروم، وأشهر تلك المركّبات هي IBr و IBr3.
هناك عددٌ جيّدٌ من المركّبات الكيميائية بين البروم والأكسجين، والتي توصَف أنّها أكاسيد للبروم، وتحمل الصيغة العامّة BrOx (حيث تتراوح قيمة x من 1–4) أو Br2Ox (حيث تتراوح قيمة x من 1–7). من تلك الأكاسيد مركّب أحادي أكسيد ثنائي البروم Br2O وهو مركّب غير مستقرّ، ويُستخدَم لأغراض البَرْوَمة عند درجات حرارة منخفضة، وهو مؤكسدٌ جيّدٌ حيث أنّه مثلاً قادرٌ على أكسدة البنزين إلى 4،1-بنزوكينون في الأوساط القلوية، حيث يتشكّل أنيون الهيبوبروميت؛ وهناك أيضاً ثنائي أكسيد البروم BrO2، وهو مركّب غير مستقرّ، ويتفكّك إلى العناصر المكوّنة له بسهولة. بالمقابل، يمكن عزل الأكسيدَين ثلاثي أكسيد ثنائي البروم Br2O3 وخماسي أكسيد ثنائي البروم Br2O5 على شكل مركّبات صلبة.
هناك أربعة أحماض أكسجينية معروفة للبروم، وهي حمض الهيبوبروموز HOBr، وحمض البروموز HBrO2، وحمض البروميك HBrO3، وحمض البيربروميك HBrO4، وهي مدروسة بشكلٍ كافٍ، وتوجد على شكل محاليل فقط.
عندما ينحلّ البروم في الماء يتشكّل أولاً أنيون البروميد والهيبوبروميت:
ثم يتفكّك أيون الهيبوبروميت إلى البروميد والبرومات:
إنّ حمض البروموز غير مستقرّ، وأشهر أملاح البروميت الموافقة هي التي للسترونشيوم وللباريوم. تعدّ أملاح البرومات أكثر أهمية، وهي أملاح حمض البروميك، وهي أملاح مستقرّة في الوَسَطين الحمضي والقاعدي. يمكن أن يحدث تفاعل تناسب مشترك بين البروميد والبرومات للحصول على عنصر البروم:
تُحضَّر أملاح البيربرومات من أكسدة محاليل البرومات القلوية بغاز الفلور، ثم تُفصَل أملاح البرومات والفلوريد الفائضة على هيئة ملحَي برومات الفضة وفلوريد الكالسيوم، على الترتيب. يعدّ حمض البيربروميك وأملاح البيربرومات الموافقة من المؤكسدات القوية، حيث أنّ الرابطة Br–O فيها ضعيفة ويسهل فصمُها.
تعدّ الرابطة C–Br شائعةً جدّاً في الكيمياء العضوية، حيث يوجد عددٌ معتبرٌ من المشتقّات البروميدية للمركّبات العضوية. بسبب فرق الكهرسلبية بين الكربون (2.55) والبروم (2.96) فإنّ الرابطة C–Br فقيرة بالإلكترونات، بالتالي فهي محبّة للإلكترونات (إلكتروفيلية). تُحضَّر مركّبات البروم العضوية عادةً من البَرْوَمة، سواءً من تفاعل إضافة إلى الرابطة الثنائية أو من تفاعل استبدال. يمكن أن يُستخدَم البروم لتفاعلات البرومة، إلّا أنّه بسبب سمّيته وتطايره فإنّه عادةً ما يستعان بكواشف مُبَرْومة، مثل N-بروموسكسينيميد. تتضمّن التفاعلات الرئيسية لمركّبات البروم العضوية كلّ من تفاعلات نزع بروميد الهيدروجين وتفاعل غرينيار وتفاعل ازدواج اختزالي وتفاعل استبدال نكليوفيلي.
مقارنةً بباقي مركّبات الهالوجين العضوية فإنّ مركّبات البروم العضوية هي الأكثر انتشاراً في الطبيعة، فعلى سبيل المثال تطلق المحيطات حوالي 1–2 مليون طنّ من البروموفورم و56 ألف طنّ من برومو الميثان. ولكن على الرغم من ذلك فإنّ تركيز أيون البروميد في مياه البحر هو حوالي 0.3% من تركيز الكلوريد؛ وذلك عائدٌ بسبب سهولة أكسدة أنيون البروميد إلى الكاتيون +Br؛ وهو إلكتروفيل قوي، ويقوم الإنزيم بروموبيروكسيداز بتحفيز ذلك التفاعل.
يُستخدَم اختبار نوعي تقليدي من أجل الكشف عن مجموعة الألكينات الوظيفية، وذلك بأنّها تحوّل محاليل البروم المائية البنّية إلى عديمة اللون، حيث تشكّل مركب هالوهيدرين الموافق، بالإضافة إلى ثنائي برومو الألكانات الموافقة. يتشكّل في هذا التفاعل أيضاً ولفترة قصيرة جدّاً مركب وسطي من البرومونيوم؛ وذلك مثالٌ نمطيّ على تفاعل إضافة هالوجين.
الكشف عن البروم.
يمكن الكشف عن أيون البروميد نوعياً باستخدام أسلوب الأكسدة بالكلور ثم الاستخلاص بالهكسان؛ ثم يتفاعل الكلور مع البروم ليعطي لونٌ أصفر محمرّ من أحادي كلوريد البروم.
كما يمكن فعل الكشف النوعي أيضاً باستخدام تفاعل ترسيب على هيئة بروميد الفضة؛ أو بواسطة المعايرة بالفضة إمّا بطريقة مور أو فولهارد أو فايانز. يُستخدَم أسلوب استشراب التبادل الأيوني للكشف عن أيونات البروميد والبرومات؛ أمّا وفق أسلوب قياس الاستقطابية فتعطي البرومات عتبة مهبطية عند −1,78 V، وذلك مقابل قطب كالومل المشبع في وسط من 0.1 مول/الليتر من كلوريد البوتاسيوم؛ حيث يُختزَل أيون البرومات إلى البروميد.
الدور الحيوي.
أشارت دراسةٌ في 2014 أنّ أيون البروميد هو عامل مرافق ضروريٌ من أجل الاصطناع الحيوي للكولاجين من النمط الرابع، ممّا يجعل البروم وفق تلك الدراسة عنصراً مغذّياً رئيسياً من أجل النمو البنائي عند الحيوانات. بالرغم من ذلك، لا يوجد هناك توثيق على وجود دلائل واضحة تشير إلى حدوث أعراض أو متلازمات نتيجة عوز البروم. في وظائف حيوية أخرى قد يكون البروم غير أساسياً، ولكنّه قد يكون من المفيد وجوده بديلاً عن الكلور؛ فعلى سبيل المثال يقوم بيروكسيداز الخلايا الحمضية، والذي يوفّر آلية قوية للقضاء على الطفيليات متعدّدة الخلايا وبعض أنواع البكتريا، بتفضيل البروميد على الكلوريد لذلك الغرض، مشكّلاً أيون هيبوبروميت في تلك العملية. عادةً ما تكون α-هالو الإسترات في الاصطناع العضوي مركّبات ذات نشاط كبير؛ إلّا أنّ بعض الثديّيات قادرٌ على الاصطناع الحيوي لآثار من α-برومو إستر، وهو 2-أوكتيل 4-برومو-3-أوكسوبوتانوات، والذي عثر عليه في السائل الدماغي الشوكي لديها، وقد يكون لهذا المركّب دورٌ وظيفي في نوم حركة العين السريعة.
تحوي الكائنات البحرية على عددٍ معتبرٍ من مركّبات البروم العضوية؛ وقد جرى تمييز حوالي 1600 مركّب مختلف فيها؛ وأكثرُها وفرةً هو مركّب برومو الميثان، والذي يُقدّر أنّ حوالي 56 ألف طن ينتج من الطحالب سنوياً. يتألّف الزيت العطري المستخرج من نوع من أنواع الطحالب الحمراء بحوالي 80% من البروموفورم. إنّ أغلب أمثال مركّبات البروم العضوية تلك الموجودة في البحر تُصطنَع حيوياً بوجود إنزيم بروموبيروكسيداز، والذي يحوي موقعه النشط على ذرّة فاناديوم.
لا توجد تطبيقات عملية كبيرة لعنصر البروم، ولكن لمركّباته الكيميائية استخدامات كثيرة؛ فلمركّبات البروم العضوية عددٌ كبير من التطبيقات في الصناعة، والتي يُحضّر بعضها عن طريق البروم مباشرةً، والبعض الآخر عن طريق بروميد الهيدروجين، والذي يُحضَّر صناعياً من حرق الهيدروجين في البروم.
مثبطات اللهب والحريق.
تمثّل مثبّطات اللهب المُبَرْوَمة واحدةً من المنتجات ذات التطبيق الواسع في السوق، وهي تمثّل أكبر تطبيق تجاري للبروم. عندما تحترق أيّ مادّة على مثبّط لهب مُبَرْوَم، ينطلق بالتالي حمض الهيدروبروميك، والذي يتدخّل في آلية التفاعل التسلسلي الجذري في تفاعل الأكسدة المسيطر في الحريق؛ حيث تتفاعل الجذور الحرّة للهيدروجين والأكسجين والهيدروكسيل ذات التفاعلية الكبيرة مع حمض الهيدروبروميك لتشكّل جذور حرّة من البروم ذات تفاعلية أقلّ من السابقة. يمكن لذرّات البروم أيضاً أن تتفاعل مباشرةً مع الجذور الحرّة الأخرى وذلك يساعد على إنهاء وتثبيط التفاعلات التسلسلية المميّزة لتفاعل الاحتراق.
من أجل الحصول على اللدائن المُبَرْوَمة تضاف المركّبات الحاوية على البروم إلى تركيبة البوليمر أثناء عملية البلمرة. فعلى سبيل المثال يضاف أحادي القسيمة (المونومير) مثل بروميد الفاينيل أثناء إنتاج بوليميرات مختلفة مثل متعدد الإيثيلين وكلوريد متعدد الفاينيل ومتعدد البروبيلين؛ كما يمكن أن يضاف مركّب مُبرْوَم بشكل مرتفع مثل مركّب رباعي برومو بيسفينول A، والذي يضاف إلى البوليستر أو راتنجات الإيبوكسي، حيث يندمج ذلك المركب في بنية البوليمير؛ بالإضافة إلى مركّبات ثنائي الفينيل متعدد البروم ومركّبات إيثرات ثنائي الفينيل متعدد البروم. في بعض الأحيان يضاف المركّب الحاوي على البروم بعد عملية البلمرة، كما هو الحال في مركّب عشاري برومو ثنائي فينيل الإيثر، الذي يضاف إلى المنتج النهائي بعملية إضافية لاحقة. في سنة 2000 كان حوالي 38% من البروم المنتَج عالمياً مستخدماً في مجال إنتاج مثبّطات اللهب المُبروَمة.
هناك عددٌ من مركّبات برومو الميثان الغازية أو ذات تطايرية مرتفعة غير السامّة، والتي تتميّز بأنّها ذات قدرة كبيرة على تثبيط وتحجيم الحرائق، ولكن ضمن أماكن مغلقة مثل الغوّاصات والطائرات والمركبات الفضائية. ولكن من جهةٍ أخرى، فإنّ تلك المركّبات مرتفعة الثمن، إذ توقّف إنتاجها لأنّها عوامل تساعد في نضوب الأوزون؛ ولذلك فإنّها غير مستخدمة في مطافئ الحريق النمطية، واستخدامها محدود وينحصر في مجال الفضاء وبعض التطبيقات العسكرية، ومن تلك المركّبات كل من برومو كلورو الميثان CH2BrCl (هالون 1011) وبرومو كلورو ثنائي فلورو الميثان CBrClF2 (هالون 1211) وبرومو ثلاثي فلورو الميثان CBrF3 (هالون 1301).
يستخدَم بروميد الفضة إمّا لوحده أو بالتشارك مع كلوريد الفضة أو يوديد الفضة في تركيب المكوّنات الحسّاسة للضوء في مستحلب التصوير الفوتوغرافي. كان مركب 2،1-ثنائي برومو الإيثان يضاف إلى وقود السيارات الحاوية عوامل الرصاص المضادّة لخبط المحرك، حيث كان يعمل على التقاط الرصاص مشكّلاً بروميد الرصاص، والذي كان يطلق من عادم السيارة. كان ذلك التطبيق يمثّل حوالي 77% من استخدامات البروم في أواسط ستينيات القرن العشرين في الولايات المتّحدة؛ إلّا أنّ ذلك التطبيق تناقص منذ سبعينيات القرن العشرين بسبب الضوابط البيئية. كما كان برومو الميثان واسع الاستخدام في الماضي في تركيب مبيدات الآفات من أجل تعقيم التربة؛ إلّا أن تلك التطبيقات لم تعدْ مستخدمة، لأن مركّبات البروم العضوية هي عوامل مساعدة على نضوب الأوزون؛ بالتالي ووفق توصيات بروتوكول مونتريال توقّف الإنتاج العالمي من مبيدات البروم العضوية منذ سنة 2005، واستبدلت بمركّبات أخرى مثل فلوريد السلفوريل. من أجل المقارنة فإنّه في سنة 1991، وذلك قبل التطبيق الكامل لبروتوكول مونتريال، أنتج حوالي 35 ألف طن في مجال مكافحة الآفات.
تتضمّن التطبيقات الأخرى لمركّبات البروم العضوية استخدامه في مجال سوائل الحفر ودخوله في تركيب الأصبغة (مثل أرجوان صور وأزرق البروموثيمول). يعدّ برومو الأسيتون من مسيّلات الدموع. يستخدم البروم ذاته وبعض مركّباته في مجال معالجة المياه، ولكن سمّيّة البروم تحدّ من انتشار هذا التطبيق. تعدّ بطارية زنك-بروم من بطاريات التدفق الهجينة المستخدمة من أجل تخزين ودعم الطاقة الكهربائية على الصعيد المنزلي والصناعي. في مجال علم الأدوية كانت مركّبات البروم اللاعضوية، وخاصّةً بروميد البوتاسيوم، مستخدمةً كمهدّئات في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. في بعض الدول لا تزال البروميدات على شكل أملاح بسيطة كمضادّات للاختلاج في الطبّ البشري والبيطري. تُستخدَم بعض مركّبات عضوية للبروم المرخّصة في المجال الدوائي، من ضمنها الموسع الوعائي نيسرغولين والمهدّئ بروتيزولام ومضادّ السرطان بيبوبرومان والمعقّم ميربرومين ولكن بالمقارنة مع مركّبات الفلور العضوية المستخدمة في المجال الدوائي يعدّ استخدام مركّبات البروم في ذلك المجال قليل نسبياً. تُنتَج العديد من الأدوية على شكل بروميدات (أو على شكل هيدروبروميد)، ولكن في تلك الحالات يكون البروميد على شكل أيون مقابل غير ضارّ وليس له أهميّة حيوية.
لكون البروم من المؤكسدات القويّة، فإنّه ينبغي أن يُعزَل عن أغلب المواد العضوية واللاعضوية. ينبغي اتخاذ الحيطة والحذر عند التعامل مع البروم أو عند نقله؛ وعادةً ما يُنقَل البروم في حاويات مصنوعة من الفولاذ المبطـّن بالرصاص، والمدعّمة بهياكل معدنية متينة.
لا يعدّ أنيون البروميد سامّاً بشكل كبير، وتبلغ الكمية الغذائية اليومية المرجعية منه 2-8 ميليغرام. ولكنّ المستويات المرتفعة من البروميد توهن من أغشية العصبونات، ممّا يوهن من النقل العصبي، ممّا يؤدّي إلى مرض التسمّم بالبروم. يبلغ عمر النصف الحيوي للبروميد من 9 إلى 12 يوم، ممّا قد يؤدّي إلى التراكم في الجسد؛ بالتالي فإنّ جرعات من 0.5 إلى 1 غرام من البروميد يومياً قد تؤدّي إلى الإصابة بالتسمّم. تاريخياً كانت الجرعة العلاجية من البروميد من 3 إلى 5 غرام، وهذا ما يشرح انتشار التسمّم بالبروم المزمن في الماضي؛ على الرغم من أنّ الوفيات بذلك المرض نادرة. تحدث الإصابة بمرض التسمّم بالبروم نتيجةً لأثر عصبي سمّي على الدماغ، ممّا يؤدّي إلى النعاس والذهان ونوبات والهذيان.
لعنصر البروم تأثير سمّي على الإنسان وهو يسبب حروقاً كيميائية للجلد؛ كما يؤدّي استنشاق غاز البروم إلى تهييج في الجهاز التنفسي، ممّا يؤدّي إلى السعال والاختناق وضيق في التنفس؛ وفي حال استنشاق كمّيّات كبيرة قد يتسبّب في الوفاة. قد يؤدّي التعرّض المزمن إلى البروم إلى حدوث التهاب القصبات الحاد وتدهور في الصحّة. وضعت إدارة السلامة والصحّة المهنية في الولايات المتّحدة حدّ التعرّض المسموح من البروم في متوسّط زمني مُثَقّل بمقدار 0.1 جزء في المليون (ppm). وهو نفس المقدار الذي وضعه المعهد الوطني للسلامة والصحّة المهنية حدّاً للتعرّض الموصى به في متوسّط زمني مُثَقّل، كما وُضع حدّ التعرّض القصير بمقدار 0.3 جزء في المليون. أمّا المقدار الذي يسبّب خطورةً فوريةً للحياة أو الصحّة فهو 3 جزء في المليون.
خُلْدُ المَاءِ أو خُلْدُ المَاءِ بَطِّيِّ المِنقَارِ أو الپلَاتِيپُوسُ أو مِنقَارُ البَطَّة هو ثدييٌّ نصف مائي بيُوض (تضع أُنثاه البيض)، يستوطن تسمانيا والسَّواحل الشرقيَّة من أُستُراليا على مقربةٍ من الأنهار والبُحيرات. تُعتبرُ مناجذ (جمع خُلد) الماء إحدى الأنواع الخمسة الباقية من رُتبة وحيدة المسلك، أمَّا الأُخرى فهي الأنواعُ الأربعة من النضناض (قنافذ النمل). ووحيداتُ المسلك هي الثديَّيات الوحيدة البُيُوضة، أي التي تضعُ بيضًا يفقسُ منه صغارها عوض أن تلدها حيَّة كسائر الثديَّيات. وخُلدُ الماء هو المُمثل الوحيد الباقي من فصيلة بطيَّة المنقار وجنس خُلدُ الماء ، على أنَّ عددًا كبيرًا من الأنواع القريبة منه اكتُشفت بقاياها المُتحجِّرة في سجل المُستحاثات بين طبقات الأرض. أولى العيِّنات من هذه الكائنات، التي وصلت أوروپَّا سنة 1799م، اعتقد العُلماء أنَّها مُزيَّفة، وأنَّ أحدهم جمع بضعة أجزاءٍ من حيواناتٍ مُختلفةٍ وخيَّطها بِبعضها حتَّى ظهرت على هذا الشكل، إلى أن تفحَّصوها عن قُرب فظهر أنها حقيقيَّة.
حيَّرت هذه الكائنات العُلماء الأوروپيين فترةً من الوقت بعد اكتشافها، فكانت - في نظرهم - عبارة عن خليطٍ عجيبٍ من الكائنات: فهي من الثديَّيات لكنها تضع البيض كالطُيُور، ولها منقارٌ كمنقار البط، وذيلٌ كذيل القُندُس، وقوائم مُكففة الأصابع كقوائم القضَّاعات (ثعالب الماء)، فاعتبرها البعض حلقةً بين الثديَّيات والزواحف. مناجذُ الماء من الثديَّيات السَّامَّة القليلة، فالذكر منها يتمتَّع بِمخلبٍ مهمازيٍّ إضافيّ على كُلِّ رجلٍ من رجليه الخلفيتين يتَّصلُ بِغُدَّةٍ سامَّةٍ يُمكنُ أن تتسبب بِألمٍ مُبرحٍ لِأيِّ إنسانٍ يُطعنُ بها. المظهرُ الخارجيّ لِمناجذ الماء يجعلها موضع دراسةٍ بارزٍ ومُهم في ميدان علم الأحياء التطوُّريّ، كما أنَّهُ جعلها رمزًا أيقونيًّا لِأُستراليا؛ فكثيرًا ما تُجسَّد هذه الكائنات بهيئتها الفعليَّة، أو بِهيئةٍ هزليَّة أو كرتونيَّة، في عدَّة مجالات أو ميادين ثقافيَّة أُستراليَّة، ومن ذلك أن نُقشت صورتها على خلفيَّة العشرين سنتًا أُستراليًّا، وجُعلت شعار ولاية نيوساوث ويلز.
كانت مناجذ الماء تُصادُ لِلحُصُول على فرائها الثمين حتَّى أوائل القرن العشرين الميلادي، وكادت أن تنقرض بِسبب الإفراط في صيدها، لكنها تجاوزت ذلك الخطر بِفضل قوانين الحماية في جميع أنحاء موطنها. خضعت هذه الحيوانات لِبرامج إكثارٍ مُكثفةٍ في أُستراليا حتَّى تعافت بعض الشيء، إلَّا أنَّها ما زالت عرضةٍ لِلخطر في موطنها الطبيعي نتيجة التلوُّث المائي الذي طال المجاري والمُسطَّحات المائيَّة التي تقطنها، على أنَّ ذلك الخطر ليس فادحًا. في موسم التكاثُر تحفر الپلاتِيپُوس الأُنثى وجارًا خاصًّا قد يزيدُ طوله على ستَّة أمتار ينتهي بِحُجرة العُش التي تُبطِّنُها بِالعُشب والأوراق. وتضعُ الأُنثى في هذا الوجار من بيضةٍ إلى ثلاثٍ (وغالبًا اثنتين)، والبيضةُ جلديَّة القشرة وافرةُ المُحِّ طولها حوالي 18 ملِّيمترًا. وتحضنُ الأُنثى البيضات بِلفِّ الجسم حولها، ولا تُغادرها حتَّى تفقس في حوالي عشرة أيَّامٍ. وليس لِلأُمُّ جرابٌ كما الكناغر والكُوال وغيرها من الثديَّيات الأُستراليَّة، وهي تُرضعُ صغارها من ثُقوبٍ جلديَّةٍ تُفرزُ الحليب.
تغتذي مناجذ الماء بِالإربيان (جراد البحر) والديدان وصغار السَّمك التي تصطادها في قاع الجداول والبُحيرات. ويستطيع خُلدُ الماء البقاء تحت المياه فترةً قد تبلغ خمس دقائق تتغطَّى فيها عيناه وأُذُناه بِطيَّاتٍ جلديَّةٍ، ويعتمدُ الخُلدُ حينها على النهايات العصبيَّة في خطمه الحسَّاس لِتحديد اتجاه ومكان الفريسة المنشودة. ويحفرُ خُلدُ الماء وكرهُ في ضفَّة الماء على شكل نفقٍ سطحيٍّ مُتعدد الفُتحات غالبًا، وكثيرًا يتخيَّرهُ بين جُذُور شجرةٍ على مقرُبةٍ من مُستوى سطح الماء.
التصنيف والتأثيل.
شاهد الأوروپيين خُلد الماء لِأوَّل مرَّة في سنة 1798م، عندما أرسل حاكم نيوساوث ويلز القُبطان جون هنتر فروة إحدى المناجذ إلى بريطانيا مُرفقة بِرسمٍ لِخُلد ماءٍ حيّ. اعتقد العُلماء البريطانيين لِأوَّل وهلة أنَّ الكائن المُصوَّر مُزيَّف، وليس أكثر من مجموعة أعضاء لِعدَّة كائنات خيطت بِبعضها البعض. وُصفت هذه الكائنات وصفًا علميًّا لِأوَّل مرَّة من قِبل العالم جورج شو سنة 1799م، في مُؤلَّفه حامل عنوان «مُنوَّعات الطبيعيَّات» (بالإنگليزيَّة: Naturalist's Miscellany). وفي هذا المُؤلَّف قال شو أنَّه يستحيل على الباحث ألَّا يُشكك بِوُجود هذه الحيوانات في الواقع بِسبب هيئتها وطبيعتها الغريبة، فيما رفض العالم الإسكتلندي روبرت نوكس الاعتراف بِوُجود تلك الكائنات، وقال بِأنَّ العيِّنة التي أُرسلت يُحتمل أنَّها جُمعت على يد مُحنِّط آسيوي خبير فيما يصنع، وأنَّ أحدهم أتى بِجيفة حيوانٍ شبيهٍ بِالقُندس وخيَّط منقار بطَّةٍ إليه. حتَّى أنَّ شو سالف الذِكر قطَّع الفروة المُرسلة من أُستراليا بِواسطة مقص في مُحاولةٍ منه لِلعُثُور على الغُرز المُستخدمة في ربط أجزاء الكائن بِبعضها.
التسمية الأوروپيَّة لِهذه الحيوانات، أي «پلَاتِيپُوس - "platypus"»، هي الشكل اللاتيني من الكلمة اليونانيَّة «پلاتُوپوس» بِمعنى «مُفلطح القدمين»، وهي بِدورها كلمةٍ منحوتةٍ من «پلاتوس» بِمعنى «عريض» أو «واسع» أو «مُفلطح»، و«پوس» بِمعنى «قدم». أطلق شو على هذه الكائنات التسمية العلميَّة وفق النظام اللينيوسي "Platypus anatinus"، لكن سُرعان ما استُبعد اسم الجنس "Platypus" عندما تبيَّن أنَّهُ أُطلق قبلًا على إحدى أجناس الخنافس حافرة الخشب. وفي سنة 1800م أعاد العالم الألماني يُوحنَّا بلومنباخ تسمية هذه الكائنات بـ«"Ornithorhynchus paradoxus"»، بعد أن أشرف على دراسة إحدى العيِّنات التي قدَّمها لهُ السير جوزيف بانكس، ونظرًا لِأنَّ أُصول التسميات العلميَّة تتبع مبدأ الأسبقيَّة، أُعيدت تسمية خُلد الماء بـ«"Ornithorhynchus anatinus"». يُشتقُ الاسمُ العلميُّ سالف الذِكر من الكلمة اليونانيَّة «» ، والتي تعني «خطم الطائر» حرفيًّا، أمَّا كلمة "anatinus" فهي لاتينيَّة وتعني «شبيه البط».
تُجمع كلمةُ «خُلد» في اللُغة العربيَّة على «مناجذ»، وبالتالي يُجمع «خُلدُ الماء» على «مناجذ الماء». أمَّا في اللُغةُ الإنگليزيَّة، وهي اللُغةُ الرسميَّة لِأُستراليا التي تعيشُ فيها هذه الكائنات، فليس هُناك من اتفاقٍ واضحٍ بين عُلماء تلك اللُغة على اعتماد جمعٍ لِتسمية "platypus"، وكثيرًا ما يُقالُ "platypuses" والبعضُ الآخر "platypi"، رُغم اعتبار الأخيرة غير دقيقة. أطلق المُستوطنون البريطانيُّون الأوائل في أُستراليا أسماءً عديدة على هذه الحيوانات، منها «watermole» أي «خُلد الماء»، و«duckbill» أي «منقارُ البطَّة»، و«duckmole» أي «خُلدُ البط»، وكما هو واضح، فإنَّ جميع تلك الأسماء تُشكِّلُ أصل الأسماء العربيَّة المُستعملة، بعد أن تُرجمت منها حرفيًّا.
الجسد.
وصف الحاكم البريطاني ديڤيد كولنز هذه الحيوانات في إحدى تقاريره المرفوعة إلى الحُكومة البريطانيَّة، عندما عُيِّن حاكمًا على مُستعمرة نيوساوث ويلز ما بين سنتيّ 1788 و1801م، فقال أنه شاهد أثناء تجواله «حيوانًا برمائيًّا أشبه بِالخُلد»، وأرفق تقريره بِرسمٍ لها.
جسدُ وذيلُ خُلد الماء عريضٌ مُفلطح، مُغطى بِفراءٍ كثيفٍ يحبسُ طبقةً هوائيَّةً عازلةً تمنحُ الحيوان الدفء. الفراء نفسه عازلٌ لِلماء، وهيئته الخارجيَّة وملمسه أشبه ما يكون بِهيئة وملمس فراء الخُلد الأرضي. تختزنُ مناجذ الماء الشحم والدُهُون في أذيالها مما يُعطيها هيئتها الثخينة المألوفة، وهذه السمة ظاهرة أيضًا في بضعة أنواعٍ أُخرى من الحيوانات من شاكلة شيطان تسمانيا وسُلالات الأغنام المُستأنسة دُهنيَّة الذيل (أبو ليَّة). قوائمها الأماميَّة مُكففة، وخطمُها كبير مطَّاطيّ الملمس يُشبه منقار البط. يتجاوزُ الجلدُ المُغشِّي نهاية المخالب، وهو أكثرُ بُروزًا في القائمتين الأماميتين، وينحسرُ عندما يخرُجُ الخُلد لِلسير على البر أو عندما يستخدمُ قدميه هاتين لِلحفر. عكس مناقير الطُيُور (التي ينفصلُ فيها الفكان العُلُوي والسُفلي لِلكشف عن الفم عندما يفتحهُ الطائر)، فإنَّ خطم خُلد الماء عبارة عن عُضوٍ تحسُّسيّ يقعُ الفم في القسم الأسفل منه. يقعُ المُنخران على طرف السطح العُلُويّ من الخطم، بينما تقعُ العينان والأُذُنان في ثلمٍ خلف الخطم مُباشرةً، ويُغلقُ الخُلد هذا الثُلم عندما يسبح. تُصدرُ مناجذ الماء هديرًا خافتًا عندما تنزعج أو تتوتر، وأبلغ المُربون في حدائق الحيوان حول العالم أنَّ الأفراد الأسيرة منها في حدائقهم تُصدرُ طائفةٍ واسعةٍ من الأصوات الأُخرى.
اختلافُ الوزن بارز بين المناجذ المُختلفة، فهو يتراوح بين 0.7 و2.4 كيلوگرامات (بين 1.5 إلى 5.3 أرطال)، والذُكُور أكبر حجمًا من الإناث، إذ يصلُ طولها الإجمالي إلى 50 سنتيمترًا (20 إنشًا)، بينما يصلُ طول الإناث إلى حوالي 43 سنتيمترًا (17 إنشًا). هذا ويُلاحظ أنَّ هُناك اختلافات ملحوظة في أحجام هذه الكائنات تختلف باختلاف الجُمهرة والمنطقة التي تقطنها، ويبدو أنَّ هذه الاختلافات لا علاقة لها بالاختلافات المُناخيَّة بين منطقةٍ وأُخرى، وإنما هي مُرتبطة بِعوامل بيئيَّة أُخرى بِحسب الظاهر، مثل ضغط المُفترسات والانتهاكات البشريَّة لِموائلها.