بروم
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية

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 أحادي بروميد اليود IBr وثلاثي بروميد اليود 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.
| حالة أكسدة ذرّة البروم | البنية الجزيئية | اسم الحمض | اسم الملح الموافق |
| --- | --- | --- | --- |
: 
| +I |  | حمض الهيبوبروموز   (أو حمض تحت البروموز)   HBrO | هيبوبروميت   (أو تحت بروميت) |
| +III |  | حمض البروموز   HBrO2 | بروميت |
| +V |  | حمض البروميك  HBrO3 | برومات |
| +VII |  | حمض البيربروميك   (أو حمض فوق البروميك)   HBrO4 | بيربرومات   (أو فوق برومات) |
: 
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 للسترونتيوم 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.