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碘(I)
    碘,是一种卤族化学元素,它的化学符号是I,它的原子序数是53。英文名称Iodine来自希腊文iodes(靛色或紫色),日文则音译德文Iod的第一个发音而称之为“沃素”。碘在地壳中的含量为十万分之三,主要矿物为碘酸钠和碘酸钙,还以碘化物的形式存在于海水、海藻和人体的甲状腺肿。稳定同位素碘127是自然界中存在的唯一同位素。碘对动植物的生命极其重要;碘主要用作消毒剂;碘化物作食物补充剂;放射性同位素碘131用于放射性治疗和放射性示踪技术。
    单质碘呈紫黑色晶体,密度4.93 克/厘米3。相对原子质量126.9。熔点113.5℃,沸点184.35℃。化合价-1、+1、+3、+5和+7。电离能10.451电子伏特。具有金属光泽,性脆,易升华。有毒性和腐蚀性。易溶于乙醚、乙醇、氯仿和其他有机溶剂,也溶于氢碘酸和碘化钾溶液而呈深褐色。可与大部分元素直接化合,但不象其他卤素反应那样剧烈,碘的典型有机反应有:芳香族化合物的亲电子置换,形成芳基碘化物;邻近羰基官能团的碳原子的碘化作用;碘(I)在跨越不饱和烃的多重键上的加成反应。但难溶于水,由于歧化反应的结果,所得棕黄色得溶液显酸性。在水溶液中,需要强的还原剂才能使碘还原(成I-)。碘单质遇淀粉会变蓝色。
    碘单质是紫黑色,有光泽的固体。加热时,碘升华为漂亮的紫色蒸气,这种蒸气有刺激性气味。碘可以和大多数元素形成化合物,但是它不如其它卤素(F,Cl,Br)活泼,位于碘之前的卤素可以从碘化物中将碘置换出来。碘具有类似金属的特性。碘易溶解在氯仿、四氯化碳、二硫化碳等有机溶剂,并形成美丽的紫色溶液,但微溶于水(但如果水中含碘离子会使其溶解度增大:(I-)+(I2)==(I3-))。碘的化合物在有机化学中十分重要,另外在医药和照相方面的用途也很广泛。缺乏碘会导致甲状腺肿大。碘单质遇到淀粉会显深蓝色,这是碘的特征之一。和同族卤素气体一样,碘蒸汽有毒,所以取用碘的时候,应尽量在通风橱中操作。
    碘主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘酒就是用碘、碘化钾和乙醇制成的一种药物,棕红色的透明液体,有碘和乙醇的特殊气味。

 元素名称 碘 元素符号 I 原子序数 53 相对原子质量
 (12C=12.0000)
 126.90447
 英文名称 Iodine
 原子结构 原子半径(Å) 1.32 原子体积(cm3/mol) 25.74 电子模型

 电子构型 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p5 离子半径(Å) 2.2
 共价半径(Å) 1.33 氧化态 ±1,5,7
 发现 1811年由 Bernard Courtois(法国,Dijon)发现。
 命名起源 from 'iodes' (Greek) - violet
 来源 以钠和钾的化合物存在于陆地和海洋。
 用途 人体不可缺少的元素,曾被用作防腐剂,但不久由于其毒性而淘汰。
 物理性质 状态 固体卤素:有光色的灰黑色薄片,气态为紫色。 熔 点(℃) 113.5 沸 点(℃) 185.4
 密度(g/cc,300K) 4.93 比 热(J/gK) 0.214 蒸发热(KJ/mol) 20.752
 熔化热(KJ/mol) 7.824 导电率(106/cm) 8.0E-16 导热系数(W/cmK) 0.00449
 自燃点(℃) - 闪 点(℃) -
 化学性质
 地质数据 丰    度 滞留时间(年) 300000 太阳
 (相对于 H=1×1012)
 -
 海水中(ppm) - 地壳(ppm) 0.14 大西洋表面 0.0489
 太平洋表面 0.043 大气(ppm(体积)) 痕量 大西洋深处 0.056
 太平洋深处 0.058
 生物数据 人体中含量 肝(ppm) 0.7
 器官中 肌肉(ppm) 0.05-0.5
 血(mg dm-3) 0.057 日摄入量(mg) 0.1-0.2
 骨(ppm) 0.27 人(70Kg)均体内总量(mg) 12-20

碘的同位素信息
 同位素 % 质量 自旋 核磁矩 磁旋比 Q 频率 吸收率
 [124] 0 123.906211
 [125] 0 124.904624
 [126] 0 125.905619
 127 100 126.90446 5/2 3.32871 5.389573 -71 20.007486 9.54×10-2
 [129] 0 128.904987
 [131] 0 130.906124

 

上一个元素:Te 碲 Tellurium
下一个元素:Xe 氙 Xenon
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