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정의

상온에서 진홍색의 액체 형태를 갖는 원소. 주기율표 4주기 17족에 속하는 할로젠족 원소로 원자번호 35, 원소기호 Br이다. 라틴어 이름은 'Bromum'이다. 한국에서는 오랫동안 '브롬'으로 불렸으나 1998년 대한화학회에서 영어명을 기반으로 표기를 변경하고 2007년 교육과정에 반영됨에 따라 이후 '브로민'으로 널리 쓰이게 되었다. 자극적인 냄새가 난다고 하여 ‘취소(臭素)’라고 불리기도 한다.

연구사

브로민은 생물 세포 성장에 도움이 되는 원소로, 1825년 독일의 화학자 칼 야콥 뢰비히(Carl Jacob Löwig)가 광천수에서 추출한 물질에서, 1826년 프랑스의 화학자 앙투안 제롬 발라르(Antoine Jerome Balard)가 해조류에서 추출한 물질에서 각각 발견했으며, 발라르가 새 원소임을 밝혀냈다.

분포와 산출

희유원소인 브로민은 천연에서 지각에 퍼져 있는 가용성 또는 불용성 브로민화물로서 발견된다. 특히 해수(질량비로 65ppm), 사해(死海：약 2.7％), 일부 온천에 풍부하며, 드물게 불용성 브로민화은으로 산출된다. 상업적으로 브로민은 주로 해수를 염소로 치환(산화)시켜 추출한다. 프랑스에서 앙투안 제롬 발라르가 지중해의 해수가 증발해서 남는 간수(염천수)로부터 최초로 브로민을 분리한 이후 브로민은 소금이 결정화된 후 남는 간수에서 부산물로 얻어졌다.

물리적 특성

브로민은 상온에서 진홍색의 발연 액체이다. 톡 쏘는 듯한 냄새가 나며 피부·눈·호흡기관 등에 자극을 준다. 농축된 브로민 증기를 잠깐이라도 맡으면 치명적이다. 브로민의 액체와 증기 분자는 넓은 온도범위에서 이원자분자로 존재하며 증기는 황갈색이고, 고체는 흑색에 가깝다. 브로민의 포화용액은 황적색이며 냉각시키면 붉은색의 결정 수화물(물 분자가 이룬 망상구조 내의 새장과 같은 공간에 브로민 분자가 위치하는 내포화합물)이 된다.

화학적 특성

브로민은 강한 산화제로 인·알루미늄·포타슘 등의 특정 원소를 만나면 빛을 발하며 격렬하게 결합한다. 브로민은 습기가 있는 곳에서 많은 금속과 반응하여 브로민화물이 된다. 천연에서 산출되는 가장 안정한 산화수는 －1이지만, ＋1(하이포아브로민산 이온 BrO^－), ＋3(아브로민산 이온 BrO₂^－), ＋5(브로민산 이온 BrO₃^－), ＋7(과브로민산 이온 BrO₄^－)의 산화수도 알려져 있다.

브로민은 대부분의 유기분자에 도입될 수 있으며 염소보다 쉽게 다른 원자단에 의해 치환될 수 있다. 유기 브로민 화합물들은 그에 대응하는 염소 유도체들과 성질이 비슷하지만 비중이 더 크고, 휘발성 및 가연성이 덜하며 불안정하다. 천연에는 2개의 안정한 동위원소가 있는데 브로민-79(⁷⁹Br：50.54％)와 브로민-81(⁸¹Br：49.46％)이다.

활용

브로민 원소는 대개 브로민 화합물로 바뀌어 사용되는데 1928년부터 1970년대말까지 생산된 브로민은 주로 연소중에 엔진의 실린더로부터 발생되는 납을 제거하기 위하여 납이 함유된 노킹 방지용 가솔린에 첨가하는 디브로민화에틸렌 제조에 사용되었다.

또한 이 화합물은 토양에 선충류(線蟲類)와 다른 전염병균들을 죽이는 데 쓰인다. 브로민은 여러 가지 염료와 사브로민화아세틸렌과 브로모포름(비중이 높기 때문에 計量液으로 쓰임)과 같은 화합물 제조에도 쓰인다. 포타슘·소듐·칼슘·스트론튬·리튬·암모늄의 브로민화물은 진정작용이 있기 때문에 의료용으로 널리 쓰인다. 사진 필름에 사용되는 중요한 성분 중의 하나인 브로민화은(AgBr)은 염화은이나 아이오딘화은과 마찬가지로 감광제로 쓰인다.

브로민산포타슘(KBrO₃)을 밀가루에 소량 첨가하면 빵을 훨씬 잘 구울 수 있고, 또한 그밖의 중요한 브로민화물은 유기 화학반응에서 환원제와 촉매로 쓰이는 브로민화수소(HBr)이다. 이 기체의 수용액은 브로민화수소산으로 강산이며 금속 또는 금속의 산화물과 수산화물에 대한 반응성이 염산과 비슷하다.

17개의 알려진 방사성 동위원소 중 반감기가 가장 긴 것은 ⁷⁷Br(57시간)이다.