Йод формула химическая


Иод

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 I2).

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 (HIO2), йодноватую (HIO3), йодную (HIO4). 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 + I2 = HgI2

2. С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодоводород:

I2 + h3 = 2HI

3. Атомарный йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород h3S , Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I-:

I2 + h3S = S + 2HI 4. При растворении в воде йод частично реагирует с ней:

I2 + h3O ↔ HI + HIO, pKс=15.99

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

edu.glavsprav.ru

Йод

Иод Свойства атома Химические свойства Термодинамические свойства простого вещества Кристаллическая решётка простого вещества
Атомный номер 53
Внешний вид простого вещества
Атомная масса (молярная масса) 126,90447 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома n/a пм
Энергия ионизации (первый электрон) 1 008,3 (10,45) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p5
Ковалентный радиус 133 пм
Радиус иона (+7e) 50 (-1e) 220 пм
Электроотрицательность (по Полингу) 2,66
Электродный потенциал 0
Степени окисления 7, 5, 3, 1, -1
Плотность 4,93 г/см³
Молярная теплоёмкость 54,44[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность (0,45) Вт/(м·K)
Температура плавления 386,7 K
Теплота плавления 15,52 (I-I) кДж/моль
Температура кипения 457,5 K
Теплота испарения 41,95 (I-I) кДж/моль
Молярный объём 25,7 см³/моль
Структура решётки орторомбическая
Параметры решётки 7,720 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая n/a K
I 53
126,90447
5s25p5
Иод

Иод, йод  (от др.-греч. ιώδης, iodes — «фиолетовый») — элемент главной подгруппы седьмой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 53. Обозначается символом I (лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов. Простое вещество иод (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 I2).

В медицине и биологии данное вещество обычно называют йодом (например «раствор йода»), в таблице Менделеева и химической литературе употребляется название иод.

История

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

Символ элемента J был заменен на I относительно недавно, в 50-х годах XX века.

Нахождение в природе

В большом количестве находится в виде иодидов в морской воде. Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на о. Вулькано (Италия). Запасы природных иодидов оцениваются в 15 млн тонн, 99% запасов находятся в Чили и Японии. В настоящее время в этих странах ведётся интенсивная добыча иода, например, чилийская Atacama Minerals производит свыше 720 тонн иода в год.

Сырьём для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, что намного удорожает производство йода из такого сырья.

Физические свойства

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. Иод 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 иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей.

Иод образует ряд кислот: иодоводородную (HI), иодноватистую (HIO), иодистую (HIO2), иодноватую (HIO3), иодную (HIO4).

Химически иод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.

  • С металлами иод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды:
Hg +  I2 =  HgI2
  • С водородом иод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород:
I2 +  h3 =  2HI
  • Элементный иод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород h3S ,  Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до иона I-:
I2 +  h3S =  S +  2HI
  • При растворении в воде иод частично реагирует с ней:
I2 +  h3O =  HI +  HIO

Применение

Медицина

5%-ный спиртовой раствор йода используется для дезинфекции кожи вокруг повреждения (рваной, резаной или иной раны), но не для приёма внутрь при дефиците йода в организме. Продукты присоединения йода к крахмалу, другим ВМС («Синий йод» — Йодинол, Йокс, Бетадин) являются более мягкими антисептиками.

Широко используется в альтернативной (неофициальной) медицине, однако его использование без назначения врача в основном мало обосновано, и нередко сопровождается различными рекламными заявлениями.

См. также

Производство аккумуляторов

Иод используется в качестве положительного электрода (окислителя) в литиево-иодных аккумуляторах для электромобилей.

Лазерный термоядерный синтез

Некоторые иодорганические соединения применяются для производства сверхмощных газовых лазеров на возбужденных атомах иода (исследования в области лазерного термоядерного синтеза и промышленность).

Радиоэлектронная промышленность

В последние годы резко повысился спрос на иод со стороны производителей жидкокристаллических дисплеев.

Динамика потребления иода

Мировое потребление иода в 2005 составило 25,5 тыс. тонн.

Важность для человека

Недостаток йода приводит к заболеваниям щитовидной железы (например, к базедовой болезни, кретинизму) Так же при небольшом недостатке йода отмечается усталость, головная боль, подавленное настроение, природная лень, слабеет память и интеллект, нервозность и раздражительность. Со временем появляется аритмия, повышается артериальное давление, падает уровень гемоглобина в крови.

Биологическая роль

Иод относится к микроэлементам и присутствует во всех живых организмах. Его содержание в растениях зависит от присутствия его соединений в почве и водах. Некоторые морские водоросли (морская капуста, или ламинария, фукус и другие) накапливают до 1% иода. Иод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

У животных и человека иод входит в состав так называемых тиреоидных гормонов, вырабатываемых щитовидной железой — тироксина и трииодтиронина, оказывающих многостороннее воздействие на рост, развитие и обмен веществ организма.

В организме человека (масса тела 70 кг) содержится 12-20 мг иода, суточная потребность в иоде составляет около 0,2 мг (200 мкг). Отсутствие или недостаток иода в рационе (что типично для некоторых местностей) приводит к заболеваниям (эндемический зоб, кретинизм, гипотиреоз). В связи с этим к поваренной соли, поступающей в продажу в местностях с естественным геохимическим дефицитом иода, с профилактической целью добавляют иодид калия, иодид натрия или иодат калия (иодированная соль).

Токсичность

Иод — токсичное вещество. Смертельная доза 2-3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров йода появляется головная боль, кашель, насморк, может быть отёк лёгких. При попадании на слизистую оболочку глаз появляется слезотечение, боль в глазах и покраснение. При попадании внутрь появляется общая слабость, головная боль, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день воспаляются почки, появляется кровь в моче. Если не лечить через 2-3 дня могут отказать почки и наступить миокардит. Без лечения наступает летальный исход.

himsnab-spb.ru

Иод (химический элемент) - «Энциклопедия»

ИОД, йод (латинский Iodum), I, химический элемент VII группы короткой формы (17-й группы длинной формы) периодической системы, относится к галогенам; атомный номер 53, атомная масса 126,90447. В природе встречается один стабильный изотоп 127I. Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 108-144.

Историческая справка. Иод  впервые выделил в 1811 году французский химик Б. Куртуа, действуя концентрированной Н2SO4 на золу морских водорослей. Латинское название элемента происходит от греческого ιώδης - фиолетовый и связано с цветом паров иода.

Распространённость в природе. Содержание иода в земной коре составляет 4·10-5% по массе. В природе иод в основном находится в морской воде и морских водорослях, а также в нефтяных буровых водах; входит в состав минералов - иодидов природных и иодатов, например лаутарита Са(IO3)2.

Свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома иода 5s25р5. В соединениях иод проявляет степени окисления -1, +1, +3, +5, +7; электроотрицательность по Полингу 2,66; атомный радиус 140 пм; радиус ионов I- 206 пм, I5+ 109 пм. В газообразном, жидком и твёрдом состояниях иод существует в виде двухатомных молекул I2. Заметная диссоциация (около 3%) молекул I2 на атомы начинается при температуре выше 800 °С, а также под действием света. Молекулы I2 диамагнитны.

Реклама

Иод  - кристаллическое вещество чёрного цвета с фиолетовым металлическим блеском; кристаллическая решётка ромбическая; tпл 113,7 °С, tкип 184,3 °С, плотность твёрдого иода 4940 кг/м3. Иод  плохо растворим в воде (0,33 г/дм3 при 25 °С); растворимость иода в воде возрастает при увеличении температуры, а также при добавлении иодида калия КI за счёт образования комплекса КI3. Иод  хорошо растворим во многих органических растворителях (бензоле, гексане, спиртах, четырёххлористом углероде и др.). Твёрдый иод легко возгоняется с образованием фиолетовых паров, имеющих резкий специфический запах.

Иод  - наименее химически активный галоген. С благородными газами, кислородом, серой, азотом, углеродом иод непосредственно не взаимодействует. При нагревании иод реагирует с металлами (образуются иодиды металлов, например иодид алюминия AlI3), фосфором (иодид фосфора ΡΙ3), водородом (иодоводород HI), другими галогенами (межгалогенные соединения). Иод  - менее сильный окислитель, чем хлор и бром. Для иода более характерны восстановительные свойства. Так, хлор окисляет иод до йодноватой кислоты НIO3: I2 + 5Сl2 + 6Н2O = = 2НIO3 + 10НСl.

Для иода известен ряд кислородсодержащих кислот, соответствующих различным степеням окисления иода: иодноватистая HIO (степень окисления иода +1; соли - гипоиодиты, например гипоиодит калия KIO), йодноватая HIO3 (+5; иодаты, например иодат калия KIO3), периодная, или метаиодная, HIO4 и ортопериодная, или ортоиодная, Н5IO6 (+7; соли - метапериодаты, например метапериодат калия KIO4; ортопериодаты, например дигидроортопериодат калия Κ3Η2ΙO6; общее название для солей кислот, содержащих иод в степени окисления +7, - периодаты). Кислородсодержащие кислоты и их соли обладают окислительными свойствами. HIO - слабая кислота; HIO и гипоиодиты существуют только в водных растворах. Растворы HIO получают взаимодействием иода с водой, растворы гипоиодитов - взаимодействием иода с растворами щелочей. HIO3 - бесцветное кристаллическое вещество с tпл 110 °С, хорошо растворимое в воде; при нагревании до 300 °С отщепляет воду с образованием кислотного оксида I2О5. Получают HIO3 окислением иода дымящей азотной кислотой: 3I2 + 10HNO3 = 6HIO3+ 10NO + 2Н2O. Иодаты - растворимые в воде кристаллические вещества; получают при взаимодействии иода с горячими растворами щелочей. При нагревании выше 400 °С иодаты разлагаются, например: 4КIO3 = KI + 3КIO4. Н5IO6 - бесцветное кристаллическое вещество, tпл 128 °С. Нагревание H5IO6 до 100 °С в вакууме приводит к образованию НIO4 (Η5ΙO6 = НIO4 + 2Н2O), которая при более высокой температуре разлагается: 2HIO4 = 2НIO3 + O2. В водных растворах Н5IO6 проявляет свойства слабой многоосновной кислоты. Получают Н5IO6 обменной реакцией, например Ва3(Н2IO6)2 + 3h3SO4 = 2Н5IO6 + 3BaSO4, с последующим упариванием фильтрата. Периодаты - кристаллические вещества, устойчивы к нагреванию, растворимы в воде; получают электрохимическим окислением иодатов.

Растворение иода в воде - сложный химический процесс, включающий не только растворение, но и диспропорционирование (I2 + Н2О = HI + HIO) и разложение HIO (ЗHIO=2HI + HIO3). Скорость диспропорционирования HIO велика, особенно в щелочных (3I2 + 6NaOH = NaIO3 + 5NaI + 3Н2O). Поскольку константа равновесия реакции I2 + Н2О = HI + HIO мала (К = 2∙10-13), то иод в водном растворе присутствует в виде I2, а йодная вода при хранении в темноте не разлагается и имеет нейтральную реакцию.

Биологическая роль. Иод  относится к микроэлементам. Суточная потребность человека в иоде около 0,2 мг. Основное физиологическое значение иода определяется его участием в функции щитовидной железы. Поступающий в неё иод участвует в биосинтезе тиреоидных гормонов. Недостаток поступления иода приводит к развитию эндемического зоба, избыток иода в организме отмечается при некоторых заболеваниях печени.

Получение. В промышленности иод выделяют из буровых вод и из золы морских водорослей. Для извлечения иода буровые воды, содержащие иодиды, обрабатывают при подкислении хлором; выделившийся иод выдувают водяным паром. Для очистки иода через реакционную смесь пропускают диоксид серы SO2 (I2 + SO2 +  2Н2O = 2HI + h3SO4) и окисляют образующийся HI до I2 (например, хлором: 2HI + Сl2 = 2НСl +I2). Иодаты, образующиеся при сжигании водорослей, восстанавливают диоксидом серы (2NaIO3 + 5SO2 + 4Н2O = 2NaHSO4 + 3h3SO4 + I2); выделившийся иод очищают возгонкой. В лаборатории иод получают окислением иодидов в кислой среде (например, с помощью диоксида марганца: 2KI + МnO2 + 2h3SO4 = I2 + MnSO4 + 2Н2O + K2SO4); образующийся иод экстрагируют или отделяют перегонкой с водяным паром.

Мировое производство иода 15-16 тысяч т/год (2004).

Применение. Иод  и его соединения применяются в медицине; препараты иода, способные высвобождать элементарный иод, обладают антибактериальными, противогрибковыми и противовоспалительными свойствами. Иод  используется в транспортных химических реакциях для получения высокочистых Ti, Zr и других металлов, а также кремния; для заполнения йодных ламп накаливания, которые характеризуются высокой световой отдачей, небольшими размерами и длительным сроком эксплуатации. Радиоактивные изотопы 125I (Т1/2 59,4 сут), 131I (T1/2 8,04 сут), 132Ι (T1/2 2,28 ч) используются в биологии и медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения её заболеваний.

Иод  токсичен, его пары раздражают слизистые оболочки, вызывают дерматиты.

Лит.: Greenwood N.N., Earnshaw А. Chemistry of the elements. 2nd ed. Oxf.; Boston, 1997; Дроздов А. А., Мазо Г. Н., Зломанов В. П., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. М., 2004. Т. 2.

В. П. Зломанов.

knowledge.su

Йод и его характеристики

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

Относительная атомная масса безразмерна и обозначается Ar (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.

Молекулярной массой вещества называется масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Известно, что молекула йода двухатомна – I2. Относительная молекулярная масса молекулы йода будет равна:

Mr(I2) = 126,9044 × 2 ≈ 254.

Изотопы йода

Известно, что в природе йод может находиться в виде единственного стабильного изотопа 127I. 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 129I с периодом полураспада равным 1,57×107 лет.

Ионы йода

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

1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25р 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:

I0 -1e → I+;

I0 -3e → I3+;

I0 -5e → I5+;

I0 -7e → I7+;

I0 +1e → I—.

Молекула и атом йода

В свободном состоянии йод существует в виде двухатомных молекул I2. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу йода:

Энергия ионизации атома, эВ

10,45

Относительная электроотрицательность

2,66

Радиус атома, нм

0,136

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com


Смотрите также