Броми́д алюми́ния ( бромистый алюминий ) — это неорганическое бинарное соединение . Химическая формула ^{${\displaystyle {\mathsf {{\stackrel {+3}{Al}}{\stackrel {-1}{Br}}_{3}}}}$} . Вещество представляет собой соль алюминия и бромоводородной кислоты . В твердом и жидком состоянии существует в форме димера : Al ₂ Br ₆ .

Физические свойства

Безводный бромид алюминия представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при температуре 97,5 °C; температура кипения: 255 °C.

В твёрдой и жидкой фазе существует в форме димера Al ₂ Br ₆ , частично диссоциирующего в AlBr ₃ , в газовой фазе масс-спектры показывают наличие ди-, тетра- и гексаформ: Al ₂ Br ₆ , Al ₄ Br ₁₂ , Al ₆ Br ₁₈ соответственно.

Структура молекулы бромида алюминия Al ₂ Br ₆ представляет собой сдвоенные тетраэдры , в центре которых расположены атомы алюминия, ковалентно связанные с атомами брома .

Координационное число алюминия в молекуле бромида равно 4 .

Энергия разрыва связи Al—Br в молекуле бромида алюминия составляет примерно 358 кДж/моль .

Вещество очень гигроскопично : на воздухе расплывается, легко поглощая влагу с образованием гексагидрата AlBr ₃ •6H ₂ O . Хорошо растворимо в воде, спирте , сероуглероде , ацетоне ; плотность водного раствора при 20 °C составляет: 1079,2 кг/м³ (10%-ный раствор), 1172,5 кг/м³ (20%-ный раствор). Разлагается в горячей воде .

Химические свойства

• Безводный бромид алюминия очень энергично реагирует с водой, выделяя при растворении много тепла и частично гидролизуясь :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+4H_{2}O\leftrightarrows [Al(H_{2}O)_{4}]^{3+}+3Br^{-}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {[Al(H_{2}O)_{4}]^{3+}+H_{2}O\leftrightarrows [Al(H_{2}O)_{3}(OH)]^{2+}+H_{3}O^{+}}}}$

При нагревании водного раствора гидролиз можно провести полностью:

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+3H_{2}O=Al(OH)_{3}\!\downarrow \!+3HBr\!\uparrow \!}}}$

• Вступает в реакцию со щелочами :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+3NaOH=Al(OH)_{3}\!\downarrow \!+3NaBr}}}$

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+4NaOH=Na[Al(OH)_{4}]+3NaBr}}}$

• При пропускании безводного сероводорода через раствор бромида алюминия в сероуглероде выпадает осадок комплексного соединения :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+H_{2}S=AlBr_{3}}}\cdot {\mathsf {H_{2}S}}}$

• При высокой температуре разлагается:

${\displaystyle {\mathsf {2AlBr_{3}=2Al+3Br_{2}}}}$

При нагревании бромида алюминия с алюминием в газовой фазе (1000 °C) образуется нестабильный монобромид алюминия :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+2Al\leftrightarrows 3AlBr}}}$

• С гидридом лития образует алюмогидрид :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+4LiH=Li[AlH_{4}]+3LiBr}}}$

• Бромид алюминия — сильный акцептор электронных пар ( кислота Льюиса ) — легко присоединяет молекулы-доноры (на этом, в частности, основано его применение в органическом синтезе) :

${\displaystyle {\mathsf {AlBr_{3}+C_{2}H_{5}Br}}\rightarrow {\mathsf {[C_{2}H_{5}]^{+}[AlBr_{4}]^{-}}}}$

Получение

Безводный бромид алюминия получают взаимодействием простых веществ ( Al и Br ₂ ) :

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3Br_{2}=Al_{2}Br_{6}}}}$

Водный раствор можно получить реакцией алюминиевой стружки с бромоводородной кислотой :

${\displaystyle {\mathsf {2Al+6HBr=2AlBr_{3}+3H_{2}\!\uparrow }}}$

Применение

Коммерческое применение бромида алюминия в настоящий момент относительно небольшое.

Бромид алюминия входит как основной компонент в состав ксилольных электролитов для электроосаждения алюминиевых покрытий .

Безводный бромид алюминия используется в органическом синтезе, в частности, в реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу , по аналогии с хлоридом алюминия .

Соединение может выступать катализатором в реакции изомеризации бромалканов, например :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}Br\ {\xrightarrow {AlBr_{3}}}\ CH_{3}\!\!-\!\!CHBr\!\!-\!\!CH_{3}}}}$

Также бромид алюминия может выступать в качестве бромирующего агента, например в реакции с хлороформом :

${\displaystyle {\mathsf {CHCl_{3}+HBr\ {\xrightarrow {90\ ^{o}C;\ AlBr_{3}}}\ CHBrCl_{2}+HCl}}}$

Опасность для здоровья

При контакте с кожей бромид алюминия может вызывать ожоги.

Примечания

Литература

• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М. : Высшая школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5 .
• Лидин Р. А.. Справочник по общей и неорганической химии. — М. : КолосС, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1 .
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М. : Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4 .
• Спицын В. И. , Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М. : МГУ, 1991, 1994.
• Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М. : ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2 .
• Downs A.J. Chemistry of aluminium, gallium, indium, and thallium. — First edition. — London: Chapman & Hall, 1993. — 526 p. — ISBN 0-7514-0103-X .