溴溴的魔法世界

王蕊，张来英，朱亚先

厦门大学化学化工学院，福建 厦门 361005

溴溴是一位拥有棕红色卷发的小女孩，是卤素家族的第三个孩子，在元素国排在第35位。

1 初到人间

溴溴刚来到人类世界，正对一些事物感到新鲜好奇时，便与一个人撞了个满怀。那人一抬头便指着溴溴惊呼一声：

“好久不见，氯化碘！”原来是著名化学家李比希先生。

由于氯化碘小姐也有一头红棕色的美丽长发，与溴溴长得极为相像，李比希先生便将溴溴误认成了氯化碘。溴溴没能被认出来，有些失落地走开了。

走到下一个路口时，溴溴遇到了一位名叫安东尼·巴拉尔的哥哥。他一开始也以为是遇到了氯化碘小姐，但仔细一看，发现虽然二者长得相似，但性格却大不相同，就给其起名为muride，在拉丁文中意为盐水。因缺少安全感，溴溴常会使用一种可以散发刺激性臭味的魔法来保护自己，这种魔法产生的烟雾可以强烈地刺激眼睛和呼吸道。因此，当巴拉尔先生将自己发现溴溴这件事告诉全世界时，大家为溴溴改名为bromine，在葡萄牙语中意为臭的[1]。

由于溴单质熔点为-7.2 °C，遇到空气极易挥发，溴溴十分喜欢用深色和寒冷保护自己，通常以液体的形态住在棕色的瓶子里[2]，用玻璃塞当作自己的小被子。每当玻璃塞被轻轻打开，溴溴一见到空气先生，就会立刻害羞地变成气体逃跑。

溴溴有许多好朋友，如：乙醇、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、浓盐酸等溶液，溴单质十分容易与她们互溶，打成一片。

来到人类世界的溴溴对一切都充满了好奇，便开始了自己的旅行。溴溴到过地壳中的火成岩和沉积岩，石油厂区的矿井，无边无际的大海……溴溴逛遍了世界，最后选择在最喜爱的大海安家。地球上99%的溴元素都以Br-的形式存在于海水中[3,4]，溴也因此得名“海洋元素”。

结束旅行后，溴溴爱上了魔法。但魔法世界等级森严，每一级都需要经受巨大考验。她听说世界上藏着一个巨大的试炼城堡，考验魔法师各方面的实力，只有通过城堡的试炼，才能算是一个合格的魔法师。溴溴无比期待这场考验，她查阅了许多资料后，就向着试炼城堡出发了。

城堡门前聚集着许多慕名而来的魔法师们，每个人都对考验跃跃欲试。

城堡守卫一遍又一遍地重复着城堡内的试炼规则：城堡中每一层有着不同的守护者或者通关条件，只要应用自己所掌握的魔法与守护者发生化学反应生成相关产物，或解决守护者所提出的问题便可以成功通关，前往下一层试炼，直至冲破最顶层。

2 试炼城堡一——炼出自己

溴溴越过人群，推开了城堡的大门，里面空无一人！这时，空中飘来了一个声音：

“你好，溴溴！欢迎来到人类世界！听说你喜欢定居于大海，还被人们称为海洋元素。可是，人类朋友如果去海边，该如何找到你呢？”

溴溴思索片刻，回答道：“我也苦恼过这个问题。在与朋友们聊天时，我们想到了魔法学校的老师教过的方法，比如：水蒸气蒸馏法、溶剂萃取法、离子交换树脂法、空气吹出法等。我的朋友们也用过很多种方法，但试来试去，都觉得空气吹出法最好用，方法简单并且效率还特别高！因此空气吹出法也被用于工业生产。”

溴溴继续说道：“如果你去海边，想找我一起玩，那就按照以下魔法施展吧：

(1) 先借助氯气哥哥的氧化魔法将大海中的溴离子变为游离溴；

(2) 然后找空气先生帮忙将溴单质从卤水中大力吹出；

(3) 用碱液吸收吹出的溴，并用歧化魔法使溴单质再次变回溴离子；

(4) 向含溴化物的溶液中加硫酸溶液，并使用归中魔法使溴又重新析出；

(5) 加入FeBr3，使用置换魔法，剩下的氯气先生就可以离开啦。”

“整个流程看似复杂，其实应用的魔法咒语却十分简单。”溴溴在一旁的黑板上写下魔法方程式：

于是，溴溴顺利地通过了第一关。

3 试炼城堡二——刁蛮的氢公子

溴溴进入第二层，迎面撞上了守护者——氢公子。氢公子看起来柔柔弱弱，是最轻的单质。

溴溴恭敬地鞠了一躬：“请多多指教!”

“来吧，我的要求是让整层楼充满溴化氢气体。”氢公子微微一笑，缓缓挥动魔杖变幻出一阵氢气。

见此，溴溴也引出一阵溴气，溴气包围着氢气，缓缓生成了少量无色的溴化氢气体。

突然，氢公子用魔杖放出一阵强烈的紫外光，直直照向刚刚生成的溴化氢气体，生成的溴化氢竟然被分解了！

溴溴慌张起来，快速寻找其他可以与氢气发生反应的方法。她拿出了一根铂制的魔杖作为反应的催化剂，并将城堡二层的温度升高到200-400 °C，氢气与溴气在高温和铂催化剂的作用下，再次生成了溴化氢气体：

氢公子冷笑一声，收回了氢气，溴化氢的产生戛然而止：“哼哼，看你如何充满整个楼层！”

溴溴突然想到了水老师上课时教她的红磷还原魔法：溴溴隔空变出一些红磷单质，将红磷加入到水中，然后向其中滴加溴水，于是，溴化氢又源源不断生成了：

不一会儿，城堡的二层满是无色、无味儿的溴化氢气体。

“好险好险。”溴溴自言自语道。

氢公子十分温柔地对溴溴说：“恭喜你成功通过我这一关！继续往前走就能看到去城堡第三层的楼梯了，加油哦！”

溴溴挥挥手作别了氢公子。

4 试炼城堡三——自家姊妹

走向第三层，溴溴感受到了一股十分熟悉的气息，门一打开，就看到氟姐姐和氯哥哥。溴溴暗自窃喜又十分忐忑：“第三关居然是面对自己的族人！可是，我以前完全没学习过这类魔法呀！”

氯哥哥穿着最喜欢的黄绿色战袍，引出一阵氯气包围住整个三楼，溴溴对如何打败氯哥哥毫无头绪，只好也变出一阵溴气。溴气冲向氯气时，引起一阵阵波动，黄绿色竟然消失了，整个大厅变成了一片桔红色！原来是生成了氯化溴气体。

氯化溴妹妹对溴溴说：“谢谢你制造了我！我讨厌细菌，我去学习消毒了！”说完，她便飘走了。

溴溴沉浸在获胜的喜悦中，这时氟姐姐站了出来。

氟姐姐拿起魔杖变出一阵氟气飘向溴溴。溴溴见状，如法炮制，也连忙引出一阵溴气，与氟气环绕在一起。但是，过了一段时间，却没有任何魔法发生的迹象。

溴溴没有放弃，开始施展魔法升高温度，但两种气体仍是毫无反应。持续升温让溴溴的体力有点不支，但是她咬着牙继续坚持着。当温度升高到130 °C，氟气和溴气缓缓消失，变成了三氟化溴与五氟化溴：

溴溴继续用提纯魔法，得到了纯度达到98%以上的三氟化溴产品[5]。

氟姐姐告诉溴溴，三氟化溴是一种稻草色的液体，脾气十分火爆，一点即炸；她与水姐姐总是彼此不对付，见面就打架，可以与水发生极度剧烈的反应；她好像是天生的魔法师一般，见到易燃物质，总会小施魔法，使易燃物质立刻爆炸，而且遇到硼、碳、硅等其他同伴时，总会使用氟化魔法，将他们变为氟化物。

溴溴通过了第三层试炼，告别哥哥、姐姐，坚定地向着城堡的第四层走去。

5 试炼城堡四——慈祥的奶奶

溴溴推开第四道大门，看到一位慈祥的奶奶正在厨房里忙着。奶奶告诉溴溴，她是一名科普作家，被选为城堡第四层的守护者。

“我正在写一本关于氧的百科全书。众所周知，氧对于人类来说十分重要。溴溴，你知不知道与氧反应的魔法呢，告诉奶奶吧。”奶奶笑眯眯地说道。

溴溴说：“当然啦！先说说我的氧化物吧！我和氧公子最初彼此并不相识，而且溴氧化物也十分不稳定，极易发生自分解。”

“但我和氧公子的魔法结合可以产生新的魔法物质——一氧化二溴。她每次出现，必然会先使用低温魔法，比如喜欢对碘妹妹使用的魔法咒语，使其变成五氧化二碘。”

奶奶问：“溴溴有含氧酸的亲戚吗？”

溴溴迫不及待地告诉奶奶：“当然！我的含氧酸亲戚有四姐妹，分别是次溴酸(HBrO)、亚溴酸(HBrO2)、溴酸(HBrO3)和高溴酸(HBrO4)。她们四姐妹都是很厉害的氧化魔法师。”

溴溴告诉奶奶，因为她们极强的氧化魔法，次溴酸常常被人们用作氧化剂、消毒剂和漂白剂，在人类世界十分常见。

“性格最鲜明的就是高溴酸小姐了，她是四姐妹中的老大，脾气也是四姐妹中最火爆的，有强烈的腐蚀性，大家请来了一直隐居江湖的氙姐姐的化合物才把她的盐找出来。

溴溴在奶奶的书上写下魔法方程式：

“下一步只要加酸就可以让她现身了！不过，她又很羞涩，不太愿意出来见大家。她会的魔法咒语特别多，可以与金属氧化物、强碱、弱碱反应，还可以将低价金属氧化物氧化到最高价。”

溴溴像讲述生活中的趣事一样，向奶奶一件一件细数过来。奶奶也很喜欢听这一切，笑眯眯地看着溴溴。

当溴溴讲完，奶奶弯下腰轻轻地拥抱着溴溴，带她走向下一关的入口：“你过关了！”

溴溴不舍地跟奶奶挥了挥手，向下一关走去。

6 试炼城堡五——化学新秀

经过前四关的历练，溴溴从容地推开城堡第五层的大门，里面与第四层温馨的氛围完全不同，到处摆满了实验仪器，锥形瓶、烧瓶、漏斗随处可见。

一个身穿实验服、带着护目镜的学生模样的人正轻轻晃动着手中的试管：“是溴溴呀，快来这边坐，看我这次试验能不能成功。”

“我是小化，正在合成有机溴化物，你了解这个领域吗？”

关于有机溴化物，溴溴知道的简直太多了。与溴溴最亲近的溴甲烷哥哥便是一个十分安静、不喜张扬的绅士，他管理的溴甲烷(CH3Br)是人类世界最普遍的有机溴化物，无色无味，不易燃烧。四面体是溴甲烷哥哥心中最完美的样子，当然他也是四面体形状喽。

“有机溴化物可以有很多种合成方式，他们可以来源于溴单质本身，或溴化氢，还可以来源于溴化物盐。”

小化一边听，一边极速用笔记录着溴溴所说的一切，生怕漏掉半点内容，影响到他后续实验的进行。

溴溴继续说：“和烯烃组织成员之间的魔法咒语也是我很擅长的部分，当我把溴单质与烯烃放在一起时，便会快速触发合成魔法，得到二溴化物。但与芳香组织成员之间的魔法咒语却有很大的难度，常常还要溴化铝或溴化铁作为催化剂引导溴，才能进行魔法反应。”

听到这里，小化激动地说道：“我懂了！我懂了！我知道这个实验该如何进行下去了！”

小化熟练地搭好实验装置，往三颈瓶内加入无水苯和铁屑后，从滴液漏斗中慢慢滴入溴，同时开启搅拌器，可观察到有气体产生。

小化有点耐不住性子，拿出酒精灯，准备给三颈瓶加热以加速反应。

溴溴见状连忙阻止：“不可以！太热会使溴全部挥发跑掉的！用水浴加热吧。”

溶液开始微微沸腾，气雾通过冷凝管跑到吸收装置里。

一段时间后，不再有气体产生，小化向三颈瓶内加入水，振摇后抽滤除去铁屑，又进行洗涤、静置分层、蒸馏、干燥、过滤、分馏……

溴溴看小化沉浸在实验的乐趣中，静静地观察着。

“耶，这个无色油状液体就是溴苯啦！”小化指着装有分馏液的烧杯高兴地说道。

“溴苯的魔法可不少，在染料、有机合成、农药、医药、精细化工等领域都有他的身影呢。”溴溴也跟着高兴起来。

小化头也不回地将通关钥匙扔给溴溴，嘴里念叨着：“再见，溴溴，我就不送你了哈！”

看着这位“化学新秀”，溴溴觉得多亏了有这样的一群人，魔法世界和人类世界之间交流才可以如此畅通无阻。

7 神奇的用途

下一关的考核内容是什么呢？走过长长的楼梯，溴溴心里一直在猜测中。她拿着小化给的钥匙，打开了最后一扇大门。

城堡的主人正拿着一份魔法师认证证书站在那儿：“恭喜你！”

这一切对溴溴来说太过惊喜，她许久没能回过神来。

城堡主人将合格魔法师胸章给溴溴轻轻戴上：“魔法世界所有物质的存在都是有意义和用途的，每一个元素、每一种物质，都对人类世界的发展有着不可替代的作用。这是作为一名合格的魔法师必须面对的问题。”

溴溴明白了，成为一个合格的魔法师只是起点，今后的路还很长。她开始寻找适合自己的工作，给人类带来更多的便利。

溴溴首先想到打败氢公子生成的溴化氢，找到科学家进行研究开发，把她用在合成镇静剂和麻醉剂等医药用品中，同时在石油工业用作烷基化催化剂，合成染料与香料等。

当遇到许多害虫时，溴溴便请来溴甲烷。溴甲烷对任何虫子都零容忍，自然而然担任起为人类清除害虫的重大任务。

遇到火灾，溴溴便将四溴双酚与十溴二苯醚这对“阻燃CP”介绍给人类来阻止大火的发生。其中四溴双酚的本事可不得了，对印刷电路的阻燃魔法最是厉害。

受邀到皇室家族，溴溴则推荐泰瑞安紫给朋友们。泰瑞安紫凭借着自己美丽的外表和繁琐的制作工艺与皇室成员一拍即合，不仅成为精英专属的颜色，身价也一跃登顶。

为了帮助痛苦的失眠者，溴溴连线钾姐姐，制备溴化钾，用于治疗神经衰弱、神经性失眠等；溴溴同时携手溴替唑仑先生，经过历练，溴替唑仑先生现在已成为治疗焦虑、惊厥、具有催眠作用的镇静类药物专家。

当溴溴拍到了好看的照片，便把胶片寄给溴化银姐姐帮忙显色。

看到氯先生工作繁忙，溴溴就主动分担氯哥哥在冷却塔中的工作，真菌、细菌都会被她处理得无影无踪。

溴溴还将自己在试炼城堡遇到的新朋友——氯化溴介绍给工业园区。氯化溴妹妹对一切细菌深恶痛绝，用作工业消毒剂再合适不过。

当人们对溶液酸碱性分辨一筹莫展时，溴溴拉来她的好朋友——溴百里酚蓝，纵身一跃，轻轻松松地将溶液的酸碱度区分开来……

从溴溴第一次来到人类世界，到她成为一个合格的魔法师，再到她尽自己的全力为人类的生活、生产带去无限的便利，人们见证着她一点一滴的成长。大家发自内心地喜爱着这个善良又可爱的小女孩，并坚信，她还会不断强大，向人们展现更多自己的魅力。