Бромид алюминия

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: Al₂Br₆.

Бромид алюминия
Общие
Систематическое наименование	Бромид алюминия
Хим. формула	AlBr3, Al2Br6
Рац. формула	AlBr3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	266,69 г/моль
Плотность	3,205[1]
Энергия ионизации	10,4 эВ[2]
Термические свойства
Температура
• плавления	97,5[1]
• кипения	255[3] °C
Энтальпия
• образования	− 514; − 422 (AlBr3, газ); − 971(Al2Br6, газ)[4] кДж/моль
Структура
Кристаллическая структура	моноклинная
Дипольный момент	0 Кл·м[2]
Классификация
Рег. номер CAS	7727-15-3
PubChem	24409 и 166749
Рег. номер EINECS	231-779-7
SMILES	[Al](Br)(Br)Br
InChI	InChI=1S/Al.3BrH/h;3*1H/q+3;;;/p-3 PQLAYKMGZDUDLQ-UHFFFAOYSA-K
RTECS	BD0350000
Номер ООН	1725
ChemSpider	22818
Безопасность
Пиктограммы ECB
NFPA 704	1 3 1 COR
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

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 Al₂Br₆, частично диссоциирующего в AlBr₃, в газовой фазе масс-спектры показывают наличие ди-, тетра- и гексаформ: Al₂Br₆, Al₄Br₁₂, Al₆Br₁₈ соответственно.

Структура молекулы бромида алюминия Al₂Br₆ представляет собой сдвоенные тетраэдры, в центре которых расположены атомы алюминия, ковалентно связанные с атомами брома^[5].

Координационное число алюминия в молекуле бромида равно 4^[6].

Энергия разрыва связи Al—Br в молекуле бромида алюминия составляет примерно 358 кДж/моль^[7].

Вещество очень гигроскопично: на воздухе расплывается, легко поглощая влагу с образованием гексагидрата AlBr₃•6H₂O^[8]. Хорошо растворимо в воде, спирте, сероуглероде, ацетоне^[9]; 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^[10].

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^[11]:

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

• 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^[3]:

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

• 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)^[8]:

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

Получение

Безводный бромид алюминия получают взаимодействием простых веществ (Al и Br₂)^[12]:

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

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^[13].

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^[14]:

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

Также бромид алюминия может выступать в качестве бромирующего агента, например в реакции с хлороформом^[15]:

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

Опасность для здоровья

При контакте с кожей бромид алюминия может вызывать ожоги.