Из каких водорослей получают йод. Иод . Увеличение потребности в йоде

Ио́д (тривиальное (общеупотребительное) название - йод; от др.-греч. ἰώδης - «фиалковый (фиолетовый)») - элемент 17-й группы перйодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации - элемент главной подгруппы VII группы), пятого перйода, с атомным номером 53. Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.
Простое вещество йод (CAS-номер: 7553-56-2) при нормальных условиях - кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Молекула вещества двухатомна (формула I 2).

История

йод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент.

Название и обозначение
Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰώδης, ιώο-ειδης (букв. «фиалкоподобный»), что связано с цветом пара, который наблюдал французский химик Бернар Куртуа, нагревая маточный рассол золы морских водорослей с концентрированной серной кислотой. В медицине и биологии данный элемент и простое вещество обычно называют йодом, например «раствор йода», в соответствии со старым вариантом названия, существовавшим в химической номенклатуре до середины XX века.
В современной химической номенклатуре используется наименование йод. Такое же положение существует в некоторых других языках, например в немецком: общеупотребительное Jod и терминологически корректное Iod. Одновременно с изменением названия элемента в 1950-х годах Международным союзом общей и прикладной химии символ элемента J был заменен на I.

Физические свойства

йод при обычных условиях - твердое чёрно-серое вещество с металлическим блеском и специфическим запахом. Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях, например в бензоле - в отличие от бурого раствора в полярном спирте. йод при комнатной температуре представляет собой темно-фиолетовые кристаллы со слабым блеском. При нагревании при атмосферном давлении он сублимируется (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении пары йода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки йода от нелетучих примесей.

Химические свойства

йод относится к группе галогенов.
Образует ряд кислот: йодоводородную (HI), йодноватистую (HIO), йодистую (HIO 2), йодноватую (HIO 3), йодную (HIO 4).
Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.
1. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды:
Hg + I 2 = HgI 2

2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:
I 2 + H 2 = 2HI

3. Атомарный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H 2 S , Na 2 S 2 O 3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I - :
I 2 + H 2 S = S + 2HI

4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:
I 2 + H 2 O ↔ HI + HIO, pK с =15.99

Йод – входит в периодическую таблицу Менделеева и относится к группе галогенов. Правильно было бы называть элемент иодом от латинского слова Iodum. Представляет же он собой кристаллы черно-серого цвета с блеском фиолетового металлического оттенка (см. фото). Кстати, древнегреческое название элемента переводится как «фиалкоподобный». Пары йода обладают резким запахом и фиолетовым цветом.

Йод был получен в 1811 году химиком и промышленником Куртуа из морских водорослей, с помощью нагревания в концентрированной серной кислоте. А через несколько лет знаменитый Гей-Люссак исследовал химические свойства элемента.

Йод очень рассеянно находится в природе и за счет этого присутствует практически в любой точке нашей планетыро. В свободной форме в виде минералов - это очень редкое вещество, в основном месторождения разрабатываются в Японии и Чили. Также промышленным путем его получают из нефтяных буровых вод, морских водорослей, селитры.

Молекула йода химически очень активна и является сильным окислителем.

Большая масса йода содержится в морской воде – в процессе геологических процессов, йод постепенно смывался с поверхности земной коры под воздействием льда, снега, дождей и уносился реками в моря. Много его находится в черноземных почвах и торфяниках. А вот гористые местности наоборот очень обеднены йодом, опять же за счет большого количества осадков.

Действие йода и его биологическая роль

Действие макроэлемента жизненно важно для живого организма. Йод поступает в кровь человека с продуктами питания и практически все количество усваивается в тонком кишечнике, откуда он проникает в кровь и щитовидную железу. Также возможно поступление некоторого количества с вдыхаемым воздухом и через кожные покровы.

Йод относится к биотическим элементам, т.е. к влияющим на жизнедеятельность:

Щитовидная железа – ускоряет обмен веществ, йод поставляет через реакции в железе в кровь необходимые органические соединения и гормоны, оказывающие влияние на уровень интенсивности обмена, процессы окисления и теплопродукцию.
Нервная система – благодаря действию элемента усиливается рост здоровых клеток нервной системы, благодаря чему пропадает излишняя раздражительность и становится стабильным эмоциональный фон.
Развитие и рост ребенка – в присутствии йода происходит синтез белка и ускоряются обменные процессы в мышечных тканях, что ведет к повышению физической выносливости, а также он положительно воздействует на умственные способности.
Липидный обмен – макроэлемент стимулирует обмен в подкожной жировой прослойке, и таким образом ведет борьбу с ожирением и его неприятным проявлением – целлюлитом.
Углеводный обмен – через работу щитовидной железы йод оказывает действие на всасывание углеводов кишечником.
Стойкий иммунитет – употребление элемента позволяет организму активно сопротивляться простудам и вирусным заболеваниям.

Также йод способствует образованию фагоцитов – клеток в крови, уничтожающих вредоносные микроорганизмы. Но во всех действиях йода участвует щитовидная железа, в которой он накапливается. Именно проходя через нее, патогенные организмы теряют силу.

Основное биологическое значение йода как макроэлемента, медицина связывает с эндемическим зобом, которая возникает из-за недостаточности йода. Это заболевание встречается в основном в горных районах всех континентов. Ему способствуют недостаток кобальта и избыток марганца, а также несбалансированный рацион питания, когда наблюдается избыток углеводов и жиров при недостатке белков и витаминов. Лечение среди населения будет иметь смысл лишь при комплексном подходе. Необходимо проводить профилактику в сочетании с оптимизацией состава окружающей среды и усовершенствованием санитарных и гигиенических условий быта и труда.

Йод в истории медицины

Еще за тысячи лет до научного открытия элемента люди научились правильно ним пользоваться. Вот несколько фактов из истории:

уже 5 тысяч лет назад в Китае излечивали зоб с помощью морских водорослей, а позже были описаны рецепты лечения вытяжками из щитовидных желез животных (оленей и свиней);
примерно в те же времена шумеры искали в прибрежных северных районах волшебную траву, описание которой было утеряно, а позже появились сведения о лечении зоба ламинарией или морской капустой, причем это делалось на государственном уровне;
около 3000 лет назад те же китайцы обнаружили, что болезнь чаще появляется в районах с горной местностью и с плохим качеством питьевой воды, римляне обнаружили этот факт позже на тысячелетие;
в Европе самое раннее художественное изображение зоба датировано 1215 годом, тогда как у индийцев третьим тысячелетием до нашей эры. На картинах изображен человек с зобом на шее и погремушкой, называемой «скипетром дурака», что было указанием на слабоумие;
в эпоху Возрождения зоб считался атрибутом красоты, что возможно было следствием того самого слабоумия у законодателей «моды»;
первое упоминание о термине «щитовидная железа» использовал англичанин Томас Вартон в середине 17 века, а слово «кретин» - в 1754 году в Энциклопедии Дидро.

Как видно, связь между зобом и снижением уровня умственных способностей была обнаружена относительно недавно. Лишь в середине 18 века Дени Дидро дал описание слову «кретин», как слабоумного, глухого, уродливого и с наличием зоба до пояса. А Наполеон обращал внимание, что наличие этого заболевания у новобранцев изначально делает их непригодными к службе. Научно эту теории подтвердил в 1896 году биохимик Е. Бауман.

Суточная норма (потребность для взрослого человека, для детей, а также для беременных женщин)

Суточная норма макроэлемента зависит от организма и возраста человека. Например, для взрослого человека норма составляет порядка 150-300 мкг. Детям школьного возраста требуется около 120 мкг в день, а детям дошкольного возраста – 50-90 мкг.

Определить норму достаточно просто из расчета, что нашему организму требуется 2-4 мкг/1 кг массы тела. Стоит учитывать, что йод не весь накапливается в органах и тканях, излишки выводятся с мочой и слюной. Т.е железа возьмет именно то количество, которое ей потребуется. Это хорошо лишь в случае здорового работоспособного органа. Если же наблюдаются нарушения работы щитовидной железы, то необходима медицинская корректировка суточной нормы.

Беременным и женщинам в период грудного кормления, детям и подросткам необходима повышенная доза элемента. Но обязательно необходимо получить рекомендацию лечащего врача.

Замечено, что на территории постсоветского пространства ситуация близка к катастрофичной. Потому что реальное потребление йода составляет порядка 50-80 мкг, что в три раза меньше требуемого.

Интересный факт: в зависимости от смены сезонов, меняется и уровень концентрации йода в крови. Осенью он начинает снижаться, а начиная с марта повышается до достижения максимума в июне. Амплитуда колебаний незначительна, но наукой и на данный момент не объяснена.

Недостаток (дефицит) йода в организме - каковы симптомы?

Недостаток макроэлемента йода, согласно статистике распространен по всей планете, и около трети всего населения находится в группе риска йододефицита.

Йод находится в составе основных гормонов щитовидной железы (около 60-65%), которые, в свою очередь, принимают участие в обменных процессах, влияют на:

умственное развитие;
рост костных тканей;
синтез белков;
расщепление холестерина и жиров;
стимуляция миелогенеза.

Йодная недостаточность может привести к проблемам во время беременности: врожденные генетические аномалии, рождение мертвого ребенка, кретинизм. Поэтому необходимо следить за уровнем йода на протяжении всей продолжительности жизнедеятельности человека. При его нехватке ребенок может родиться с увеличенной массой тела и с желтухой, что приводит к отечности и позднему заживлению пупочного остатка. Волосяной покров очень ослаблен и часто бывает поражен себореей. Может произойти задержка прорезывания молочных, а впоследствии, и постоянных зубов. Происходит деформация конечностей. При прослушивании сердца слышны функциональные шумы. Происходят нарушения работы кишечника. Такие малыши могут начать поздно сидеть и ходить.

Дефицит йода может быть чреват умственной отсталостью и в более старшем возрасте, страдает память, моторика, восприятие, они часто болеют простудными заболеваниями, в следствии чего им тяжело сосредоточиться и успеваемость падает. Также может наблюдаться нарушение физического, полового и психоневрологического развития.

Добиться результатов в исправлении йододефицита, можно лишь начав комплексную терапию с самого рождения и продолжать профилактику на протяжении всей жизнедеятельности. Это обычно связано с тем, что йод не способен накапливаться в организме, и поступает исключительно с продуктами питания. А наличие его в организме жизненно необходимо, поэтому халатность недопустима.

Для грудного ребенка источником элемента является грудное молоко, но только в случае приема матерью необходимого количества. При искусственном вскармливании дозировку необходимо тщательно выдерживать.

Хронический дефицит очевиден в прямом смысле этого слова. Внешне он выражается в увеличении щитовидной железы (эндемической железы). Это заболевание также носит название Базедовой болезни. Ее суть заключается в том, что в случае нехватки йода железа увеличивается в размерах, чтобы избежать недостаточной выработки гормонов. Развивается тиреотоксикоз (недостаток тех самых гормонов), симптомами которого служат усиленное сердцебиение, нервозное состояние, потеря веса, потливость, беспокойный сон.

Также влияние недостаточного количества элемента сказывается и на общем состоянии организма и внешности человека: слабость, сонливость, ухудшение слуха и памяти, бледность и сухость кожи, проблемы с волосами, одышка.

Народное средство проверки дефицита йода – нанесение сетки спиртовым раствором на кожу. Если она быстро исчезает – то нужно предпринимать меры, если же в течении суток рисунок не пропадает, то с наличием элемента все в порядке, хотя останавливаться на этом не стоит и продолжать профилактику. Но медики не доверяют этому способу и применяют анализ мочи либо крови. Они считают, что при нанесении на кожу йод может оказывать лишь раздражающее действие, вызывающее отток крови и расширение кожных капилляров.

Сегодня йододефицит самое распространенное заболевание, распространяемое неинфекционным путем, что приводит к умственному отставанию всей нации. Это заболевание становится «эпидемией» и контроль в особо пострадавших странах должен проходить на уровне законодательства.

Согласно статистике ВОЗ пострадавшими считают около 200 млн человек и почти миллиард находится в зоне риска.

Признаки избытка йода и отравление ним

Избыток йода в организме все же может существовать, несмотря на глобальный дефицит элемента в целом. Может быть вызван нарушением обмена йода и излишним его поступлением. Избыток данного химического вещества может вызывать отравление, т.к. большая концентрация оказывает токсичное действие. Такому отравлению подвергаются работники предприятий с повышенной вредностью, где йод выделяется в виде пара.

Токсическое действие элемента может привести к нарушению общего состояния организма (мышечная слабость, потливость, диарея и снижение массы тела), а при хроническом действии могут появится болезненные ощущения в желудке, рвота, слезотечение, шум в ушах, головокружения. Происходит депигментация кожи и волос, что вызывает преждевременную седину.

В каких пищевых источниках содержится?

Потребление йода происходит в основном с продуктами питания растительного и животного происхождения. Но стоит учитывать, что содержание элемента обусловлено состоянием почвы, на которой они выращиваются. Самые насыщенные районы находятся в местностях приближенных к морям или океанам, а наиболее бедные – горные районы из-за вымывания из грунтов осадками. И замечено, что жители городов меньше страдают от недостатка, чем сельские. Причиной этому служит употребление горожанами большого ассортимента привозной продукции.

Кроме богатых йодом морепродуктов (морская капуста, рыба, креветки и др.), в пищу стоит употреблять редьку, морковь, томаты, картофель, капусту, смородину, клубнику, яйца, лук. Также элемент содержится в молоке, фасоли, мясе и гречке.

А вот употребление соевых продуктов повышают потребность в макроэлементе в два раза, т.к. они (продукты) вызывают увеличение объемов щитовидной железы.

Качественные морепродукты очень дорого стоят, в связи с этим для пополнения баланса йода в организме приходится ограничиваться употреблением морской соли. Но при этом многие не учитывают тот факт, что в процессах термической обработки данного продукта ранее указанного химического элемента в нем практически не остается. При использовании же специальной соли, насыщенной йодом ценность недолговечна, по той причине, что из открытой пачки элемент «испаряется» за счет летучих свойств данного вещества. Хотя такая соль в наших условиях – самое эффективное и дешевое средство. Однако добавлять ее в пищу необходимо лишь перед употреблением, а не в процессе приготовления.

Нельзя использовать для восполнения йододефицита спиртовой раствор йода, т.к. он подходит только для наружного применения и содержит высокие концентрации, которые способны вызвать отравление этим веществом.

Медицинские препараты йода выпускают в виде солей натрия и калия, раствор Люголя, настоев и витаминных препаратов. Однако они могут вызывать некоторые аллергические реакции.

Показания к назначению

Показания к назначению макроэлемента довольно обширны, но все связаны со стабильной работой щитовидной железы:

С детства хорошо знакомый всем детям и их родителям помощник при царапинах, ссадинах и порезах. Он является быстрым и эффективным средством, прижигающим и дезинфицирующим раневую поверхность. Однако сфера применения вещества не ограничивается только медициной, т. к. химические свойства йода очень разнообразны. Цель нашей статьи - ознакомиться с ними подробнее.

Физическая характеристика

Простое вещество имеет вид темно-фиолетовых кристаллов. При нагревании, вследствие особенностей внутреннего строения кристаллической решетки, а именно наличия в ее узлах молекул, соединение не расплавляется, а сразу образует пары. Это возгонка или сублимация. Она объясняется слабой связью между молекулами внутри кристалла, которые легко отрываются друг от друга - образуется газообразная фаза вещества. Номер йода в таблице Менделеева - 53. А его положение среди других химических элементов указывает на принадлежность к неметаллам. Остановимся на этом вопросе далее.

Место элемента в периодической системе

Йод находится в пятом периоде, VII группе и, наряду со фтором, хлором, бромом и астатом образует подгруппу галогенов. В связи с увеличением заряда ядра и атомного радиуса у представителей галогенов происходит ослабление неметаллических свойств, поэтому йод менее активен, чем хлор или бром, и его электроотрицательность также ниже. Атомная масса йода 126,9045. Простое вещество представлено двухатомными молекулами, как и у других галогенов. Ниже мы ознакомимся со строением атома элемента.

Особенности электронной формулы

Пять энергетических уровней и почти полностью заполненный электронами последний из них подтверждают наличие у элемента ярко выраженных признаков неметаллов. Как и другие галогены, йод является сильным окислителем, забирая у металлов и более слабых неметаллических элементов - серы, углерода, азота - недостающий до завершения пятого уровня электрон.

Йод - неметалл, в молекулах которого присутствует общая пара p-электронов, связывающая атомы между собой. Их плотность в месте перекрывания наибольшая, общее электронное облако не смещается ни к одному из атомов и располагается в центре молекулы. Формируется неполярная ковалентная связь, а сама молекула имеет линейную форму. В ряду галогенов, от фтора до астата, прочность ковалентной связи уменьшается. Наблюдается уменьшение величины энтальпии, от которой зависит распад молекул элемента на атомы. Какие же последствия для химических свойств йода это имеет?

Почему активность йода меньше, чем у других галогенов

Реакционная способность неметаллов определяется силой притягивания к ядру собственного атома чужих электронов. Чем меньше радиус атома, тем силы электростатического притяжения его отрицательно заряженных частиц других атомов выше. Чем выше номер периода, в котором расположен элемент, тем больше энергетических уровней он будет иметь. Йод находится в пятом периоде, и количество энергетических слоев у него больше, чем у брома, хлора и фтора. Именно поэтому молекула йода содержит атомы, имеющие радиус намного больше, чем у ранее перечисленных галогенов. Вот почему частицы I 2 слабее притягивают электроны, что приводит к ослаблению их неметаллических свойств. Внутреннее строение вещества неизбежно влияет и на его физические характеристики. Приведем конкретные примеры.

Сублимация и растворимость

Уменьшение взаимного притягивания атомов йода в его молекуле приводит, как мы говорили ранее, к ослаблению прочности ковалентной неполярной связи. Происходит снижение устойчивости соединения к высокой температуре и повышение показателя термической диссоциации его молекул. Отличительная черта галогена: переход вещества при нагревании из твердого состояния сразу в газообразное, т. е. сублимация - это главная физическая характеристика йода. Его растворимость в органических растворителях, например сероуглероде, бензоле, этаноле, выше, чем в воде. Так, в 100 г воды при 20 °С может раствориться всего 0,02 г вещества. Эту особенность в лаборатории применяют для извлечения йода из водного раствора. Взболтав его с небольшим количеством H 2 S, можно наблюдать фиолетовое окрашивание сероводорода вследствие перехода в него молекул галогена.

Химические свойства йода

Взаимодействуя с металлами, элемент ведет себя всегда одинаково. Он притягивает валентные электроны атома металла, которые располагаются либо на последнем энергетическом слое (s-элементы, такие как натрий, кальций, литий и т. д.), либо на предпоследнем слое, содержащем, например, d-электроны. К ним относятся железо, марганец, медь и другие. В этих реакциях металл будет восстановителем, а йод, химическая формула которого I 2 , - окислителем. Поэтому именно эта высокая активность простого вещества является причиной его взаимодействия со многими металлами.

Заслуживает внимания взаимодействие йода с водой при нагревании. В щелочной среде реакция проходит с образованием смеси йодидной и иодноватой кислот. Последнее вещество проявляет свойства сильной кислоты и при дегидратации превращается в пятиокись йода. Если же раствор подкислить, то вышеназванные продукты реакции взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ - свободных молекул I 2 и воды. Данная реакция относится к окислительно-восстановительному типу, в ней проявляются химические свойства йода как сильного окислителя.

Качественная реакция на крахмал

Как в неорганической, так и в органической химии существует группа реакций, с помощью которых можно выявить в продуктах взаимодействия определенные виды простых или сложных ионов. Для обнаружения макромолекул сложного углевода - крахмала - часто применяют 5%-й спиртовой раствор I 2 . Например, на срез сырой картофелины капают несколько его капель, и окраска раствора становится синей. Такой же эффект мы наблюдаем при попадании вещества на любой крахмалосодержащий продукт. Эта реакция, в результате которой получается синий йод, широко применяется в органической химии для подтверждения присутствия полимера в исследуемой смеси.

О полезных свойствах продукта взаимодействия йода и крахмала известно давно. Его применяли в условиях отсутствия противомикробных медикаментозных препаратов для лечения диареи, язвы желудка в состоянии ремиссии, заболеваний дыхательной системы. Широкое распространение крахмальный клейстер, содержащий примерно 1 чайную ложку спиртового раствора йода на 200 мл воды, получил из-за дешевизны ингредиентов и простоты приготовления.

Однако нужно помнить, что синий йод противопоказан в терапии маленьких детей, людей, страдающих повышенной чувствительностью к йодосодержащим препаратам, а также больным базедовой болезнью.

Как неметаллы реагируют между собой

Среди элементов главной подгруппы VII группы с йодом вступает в реакцию фтор - самый активный неметалл, обладающий наивысшей степенью окисления. Процесс проходит на холоде и сопровождается взрывом. С водородом I 2 взаимодействует при сильном нагревании, причем не до конца, продукт реакции - HI - начинает разлагаться на исходные вещества. Йодоводородная кислота достаточно сильная и хоть по своим характеристикам похожа на хлоридную кислоту, все же проявляет более выраженные признаки восстановителя. Как видно, химические свойства йода обусловлены его принадлежностью к активным неметаллам, однако элемент уступает по окислительной способности брому, хлору и, конечно же, фтору.

Роль элемента в живых организмах

Наибольшее содержание ионов I - находится в тканях щитовидной железы, где они входят в состав тиреотропных гормонов: тироксина и трийодтиронина. Они регулируют рост и развитие костной ткани, проведение нервных импульсов, скорость обмена веществ. Особенно опасен недостаток йодсодержащих гормонов в детском возрасте, так как возможна задержка психического развития и появление симптомов такого заболевания, как кретинизм.

Недостаточная секреция тироксина у взрослых связана с в воде и продуктах питания. Она сопровождается выпадением волос, образованием отеков, снижением физической активности. Избыток элемента в организме также крайне опасен, так как развивается базедова болезнь, симптомы которой - возбудимость нервной системы, тремор конечностей, резкое исхудание.

Распространение йодидов в природе и способы получения чистого вещества

Основная масса элемента присутствует в живых организмах и оболочках Земли - гидросфере и литосфере - в связанном состоянии. Соли элемента есть в морской воде, но их концентрация незначительна, поэтому извлекать чистый йод из нее нерентабельно. Гораздо эффективнее получение вещества из золы бурых саргассума.

В промышленных масштабах I 2 выделяют из подземных вод в процессах добычи нефти. При переработке некоторых руд, например в ней встречаются иодаты и гипоиодаты калия, из которых в дальнейшем добывают чистый йод. Достаточно рентабельно получать I 2 из раствора йодоводорода, окисляя его хлором. Полученное соединение является важным сырьем для фармацевтической промышленности.

Кроме уже названного 5% спиртового раствора йода, содержащего не только простое вещество, но и соль - иодид калия, а также спирт и воду, в эндокринологии по медицинским показаниям применяют такие препараты, как "Йод-актив" и "Йодомарин".

В районах с низким содержанием природных соединений, кроме йодированной пищевой соли, можно использовать такое лечебное средство, как "Антиструмин". Он содержит действующее вещество - йодид калия - и рекомендуется в качестве профилактического препарата, применяемого для предотвращения симптомов эндемического зоба.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Йод - пятьдесят третий элемент Периодической таблицы. Обозначение - I от латинского «iodum». Расположен в пятом периоде, VIIA группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 53.

Йод относится к редким (рассеянным) элементам, однако в природе его все-таки можно встретить в свободном состоянии в виде минерала (термальные источники вулкана Везувия). Значительное количество йода содержится в морской воде в виде солей йодидов или в земной коре в составе нефтяных буровых вод.

В виде простого вещества йод представляет собой кристаллы черно-серого (темно-фиолетового) цвета (рис. 1) с металлическим блеском и резким запахом. Пары йода, также, как и его растворы в органических растворителях, окрашены в фиолетовый цвет.

Рис. 1. Йод. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса йода

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода.

Относительная атомная масса безразмерна и обозначается A r (индекс «r» — начальная буква английского слова relative, что в переводе означает «относительный»). Относительная атомная масса атомарного йода равна 126,9044 а.е.м.

Массы молекул, также как массы атомов выражаются в атомных единицах массы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной молекулярной массой вещества называют отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода, масса которого равна 12 а.е.м.

Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула йода двухатомна - I 2 . Относительная молекулярная масса молекулы йода будет равна:

M r (I 2) = 126,9044 × 2 ≈ 254.

Изотопы йода

Известно, что в природе йод может находиться в виде единственного стабильного изотопа 127 I. Массовое число равно 127, ядро атома изотопа содержит пятьдесят три протона и семьдесят четыре нейтрона.

Существуют искусственные нестабильные изотопы йода с массовыми числами от 108-ми до 144-х, а также семнадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 129 I с периодом полураспада равным 1,57×10 7 лет.

Ионы йода

На внешнем энергетическом уровне атома йода имеется семь электронов, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 5 .

В результате химического взаимодействия йод отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион либо принимает электроны от другого атома, т.е. является их акцептором и превращается в отрицательно заряженный ион:

I 0 -1e → I + ;

I 0 -3e → I 3+ ;

I 0 -5e → I 5+ ;

I 0 -7e → I 7+ ;

I 0 +1e → I — .

Молекула и атом йода

В свободном состоянии йод существует в виде двухатомных молекул I 2 . Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу йода:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание

При взаимодействии хлора с иодидом калия был получен йод массой 50,8 г. Определите объем хлора, измеренный при нормальных условиях, который потребовался для этого.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия хлора с иодидом калия:

Йод (I 2 ) находится в 7-ой группе периодической таблицы Д.И. Менделеева в подгруппе галогенов . На внешнем уровне у атома йода находится 1 неспаренный электрон, одного электрона не хватает до завершения оболочки инертного газа. Вследствие большого радиуса атома йод проявляет восстановительные свойства, вне зависимости от того, что он находится в подгруппе галогенов. Внешний электрон находится далеко от ядра, поэтому йоду его легче отдать, чем присоединить к себе еще. Поэтому йод выступает в качестве восстановителя.

Физические свойства йода.

Йод представляет собой кристаллы блестящего серо-черного цвета.

Химические свойства йода.

Йод не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами реагирует только при нагревании и очень медленно. Например, все другие галоген при реакции с железом дают трехвалентную соль FeHal 3 , а йод - только 2х валентную:

Fe + I 2 = FeI 2,

С водородом реакция протекает так:

H 2 + I 2 = 2 HI,

Реакция обратима и эндотермична.