Propriétés physiques et chimiques
Le brome libre est un liquide brun rougeâtre avec une pression de vapeur appréciable à température ambiante. La vapeur de brome est de couleur ambrée. Le brome a une odeur piquante et est irritant pour la peau, les yeux et le système respiratoire. L’exposition à des vapeurs de brome concentrées, même pendant une courte période, peut être mortelle. Comme les autres halogènes, le brome existe sous forme de molécules diatomiques dans tous les états d’agrégation.
Environ 3,41 grammes (0,12 once) de brome se dissolvent dans 100 millilitres (0,1 litre) d’eau à température ambiante. La solution est connue sous le nom d’eau de brome. Comme l’eau de chlore, c’est un bon agent oxydant, et il est plus utile car il ne se décompose pas aussi facilement. Il libère l’iode libre des solutions contenant de l’iodure et le soufre du sulfure d’hydrogène. L’acide sulfureux est oxydé par l’eau bromée en acide sulfurique. À la lumière du soleil, l’eau de brome se décompose, avec libération d’oxygène, selon l’équation suivante :
De l’eau de brome, on peut isoler un hydrate (un clathrate) qui contient 172 molécules d’eau et 20 cavités capables d’accueillir les molécules de brome. Le brome se dissout dans les solutions aqueuses d’hydroxyde alcalin, donnant des bromures, des hypobromites ou des bromates, selon la température. Le brome est facilement extrait de l’eau par des solvants organiques tels que le tétrachlorure de carbone, le chloroforme ou le disulfure de carbone, dans lesquels il est très soluble. Dans les solvants organiques, il donne une solution orange.
L’affinité électronique du brome est élevée et est similaire à celle du chlore. C’est cependant un agent oxydant moins puissant, principalement en raison de l’hydratation plus faible de l’ion bromure par rapport à l’ion chlorure. De même, une liaison métal-brome est plus faible que la liaison métal-chlore correspondante, et cette différence se reflète dans la réactivité chimique du brome, qui se situe entre celle du chlore et celle de l’iode. Un composé organique bromé ressemble au dérivé chloré correspondant, mais il est généralement plus dense, moins volatil, moins combustible et moins stable.
Le brome se combine violemment avec les métaux alcalins et avec le phosphore, l’arsenic, l’aluminium et l’antimoine, mais moins violemment avec certains autres métaux. Le brome déplace l’hydrogène des hydrocarbures saturés et s’ajoute aux hydrocarbures insaturés, mais pas aussi facilement que le chlore.
Le degré d’oxydation le plus stable de l’élément est -1, dans lequel le brome se trouve naturellement. Mais on connaît également des états d’oxydation de 0 (brome élémentaire, Br2), +1 (hypobromite, BrO-), +3 (bromite, BrO-2), +5 (bromate, BrO-3) et +7 (perbromate, BrO-4). L’énergie de première ionisation du brome est élevée, et les composés contenant du brome en nombres d’oxydation positifs sont stabilisés par des ligands appropriés, principalement l’oxygène et le fluor. Les composés avec les nombres d’oxydation +1, +3, +4, +5 et +7 contiennent tous des liaisons covalentes.