Rstykt

53 Теллур ← Иод → Ксенон Br ↑ I ↓ At 53I
Внешний вид простого вещества
Блестящий тёмно-серый неметалл. В газообразном состоянии — фиолетовый.
Свойства атома
Название, символ, номер	Иод / Iodum (I), 53
Атомная масса (молярная масса)	126,90447(3)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p5
Радиус атома	136 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	133 пм
Радиус иона	(+7e) 50 (-1e) 220 пм
Электроотрицательность	2,66 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	+0,535 В
Степени окисления	+7, +5, +3, +1, 0, −1
Энергия ионизации (первый электрон)	1008,3 (10,45) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	4,93 г/см³
Температура плавления	113,5 °C
Температура кипения	184,35 °C
Уд. теплота плавления	15,52 (I—I) кДж/моль
Уд. теплота испарения	41,95 (I—I) кДж/моль
Молярная теплоёмкость	54,44[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	25,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	орторомбическая
Параметры решётки	a=7,18 b=4,71 c=9,81[3]
Отношение c/a	-
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (0,45) Вт/(м·К)
Номер CAS	7553-56-2

Ио́д^[4] (тривиальное (общеупотребительное) название — йод^[5]; от греч. ἰώδης — «фиалковый (фиолетовый)») — химический элемент с атомным номером 53^[6]. Принадлежит к 17-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 126,90447 а. е. м.^[1]. Обозначается символом I (от лат. Iodum). Химически активный неметалл, относится к группе галогенов.

Простое вещество иод при нормальных условиях — кристаллы чёрно-серого цвета с фиолетовым металлическим блеском, легко образует фиолетовые пары, обладающие резким запахом. Элементарный иод высокотоксичен. Молекула простого вещества двухатомна (формула I₂).

Название и обозначение |

Название элемента предложено Гей-Люссаком и происходит от др.-греч. ἰο-ειδής (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 иод. 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^[7].

История |

Иод был открыт в 1811 г. Куртуа в золе морских водорослей, а с 1815 г. Гей-Люссак стал рассматривать его как химический элемент^[8].

Нахождение в природе |

Иод.

Иод — редкий элемент. Его кларк — всего 400 мг/т. Однако он чрезвычайно сильно рассеян в природе и, будучи далеко не самым распространенным элементом, присутствует практически везде. Иод находится в виде иодидов в морской воде (20—30 мг на тонну морской воды). Присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны, — в термальных источниках Везувия и на острове 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. Наиболее известный из минералов иода — лаутарит Ca(IO₃)₂. Некоторые другие минералы иода — иодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br), майерсит CuI·4AgI.

Сырьём для промышленного получения иода в России служат нефтяные буровые воды^[9], тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство иода из такого сырья^[10].

Физические свойства |

Пары иода

Жидкий иод на дне химического стакана

Природный иод состоит только из одного изотопа — иода-127 (см. Изотопы иода). Конфигурация внешнего электронного слоя — 5s²p⁵. В соединениях проявляет степени окисления −1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).

Радиус нейтрального атома иода 0,136 нм, ионные радиусы I⁻, I⁵⁺ и I⁷⁺ равны, соответственно, 0,206; 0,058-0,109; 0,056-0,067 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома иода равны, соответственно: 10,45; 19,10; 33 эВ. Сродство к электрону −3,08 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность иода — 2,66, иод принадлежит к числу неметаллов.

Иод при обычных условиях — твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым 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 этиловом спирте. Слабо растворяется в воде (0,28 г/л), лучше растворяется в водных растворах иодидов щелочных металлов с образованием трииодидов (например трииодида калия KI₃).

При нагревании при атмосферном давлении иод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей.

Жидкий иод можно получить, нагревая его под давлением.

Изотопы |

Известны 37 изотопов иода с массовыми числами от 108 до 144. Из них только ¹²⁷I является стабильным, период полураспада остальных изотопов иода составляет от 103 мкс до 1,57·10⁷ лет^[11]; отдельные изотопы используются в терапевтических и диагностических целях.

Радиоактивный нуклид ¹³¹I распадается с испусканием β-частиц (наиболее вероятные максимальные энергии — 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ^[12].

Химические свойства |

Иод относится к группе галогенов.

Электронная формула (Электронная конфигурация) иода: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁵.

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.

• Довольно известной качественной реакцией на иод является его взаимодействие с крахмалом^[13], при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry)^[14].


• С металлами иод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя иодиды:

Hg+I2→HgI2{displaystyle {mathsf {Hg+I_{2}rightarrow HgI_{2}}}}

• С водородом иод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя иодоводород:

H2+I2→2HI{displaystyle {mathsf {H_{2}+I_{2}rightarrow 2HI}}}

• Иод является окислителем, менее сильным, чем фтор, хлор и бром. Сероводород H₂S, Na₂S₂O₃ и другие восстановители восстанавливают его до иона I⁻:

I2+H2S→S+2HI{displaystyle {mathsf {I_{2}+H_{2}Srightarrow S+2HI}}}

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6{displaystyle {mathsf {I_{2}+2Na_{2}S_{2}O_{3}rightarrow 2NaI+Na_{2}S_{4}O_{6}}}}

Последняя реакция также используется в аналитической химии для определения иода.

• При растворении в воде иод частично реагирует с ней (По "Началам Химии" Кузьменко: реакция не идёт даже при нагревании, текст нуждается в проверке)

I2+H2O→HI+HIO,{displaystyle {mathsf {I_{2}+H_{2}Orightarrow HI+HIO}},} pK_c=15,99

• Реакция образования нитрида трииода^[15]:

3I2+5NH3→3NH4I+NH3⋅NI3↓{displaystyle {mathsf {3I_{2}+5NH_{3}rightarrow 3NH_{4}I+NH_{3}cdot NI_{3}downarrow }}}

Нитрид трииода в сухом кристаллическом состоянии разлагается с выделением фиолетовых паров иода, что демонстрируется как эффектная химическая реакция.

• Иодиды щелочных металлов очень склонны в растворах присоединять (растворять) молекулы галогенов с образованием полииодидов (периодидов) — трииодид калия, дихлороиодат(I) калия:

KI+I2→KI3{displaystyle {mathsf {KI+I_{2}rightarrow KI_{3}}}}

Применение |

В медицине |

5 % спиртовой раствор иода

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

При большом количестве внутримышечных инъекций, на их месте пациенту делается йодная сетка, — йодом рисуется сетка на площади, в которую делаются инъекции (напр., на ягодицах). Это нужно для того, чтобы быстро рассасывались «шишки», образовавшиеся в местах внутримышечных инъекций.

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

В качестве антисептика применяется всё реже и реже, наряду со спиртовым раствором иода используется зелёнка, фукорцин, пиоктанин, растворы перекиси водорода и др.

В рентгенологических и томографических исследованиях широко применяются йодсодержащие контрастные препараты.

Иод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы иода (¹²⁵I, ¹³²I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы^[2]. Изотоп широко применяется при лечении диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса), некоторых опухолей. Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием иода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк^[16].

В криминалистике |

В криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах.

В технике: рафинирование металлов |

Источники света |

Иод используется в источниках света:

• 
  галогеновых лампах — в качестве компонента газового наполнителя колбы для осаждения испарившегося вольфрама нити накаливания обратно на неё.


• 
  металлогалогеновых дуговых лампах — в качестве газовой среды разряда используются галогениды ряда металлов, использование различных смесей которых позволяет получать лампы с большим разнообразием спектральных характеристик.

Производство аккумуляторов |

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

Лазерный термоядерный синтез |

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

Радиоэлектронная промышленность |

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

Динамика потребления иода |

Мировое потребление иода в 2005 году составило 25,8 тыс. тонн^{[источник не указан 719 дней]}.

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, ламинария, фукус и другие) накапливают до 1 % иода. Богаты иодом водные растения семейства рясковых. Иод входит в скелетный белок губок и скелетопротеинов морских многощетинковых червей.

Иод и щитовидная железа |

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 человека в иоде определяется возрастом, физиологическим состоянием и массой тела. Для человека среднего возраста нормальной комплекции (нормостеник) суточная доза иода составляет 0,15 мг^[17].

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).

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

Избыток йода в пище обычно легко переносится организмом, однако в отдельных случаях в людях с повышенной чувствительностью этот избыток может также привести к расстройствам щитовидной железы^[18].

Токсичность |

0

3

0

Иод токсичен. Смертельная доза (LD50) — 3 г. Вызывает поражение почек и сердечно-сосудистой системы. При вдыхании паров иода 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, повышение температуры, рвота, понос, бурый налёт на языке, боли в сердце и учащение пульса. Через день появляется кровь в моче. Через 2 дня появляются почечная недостаточность и миокардит. Без лечения наступает летальный исход^[19].

ПДК иода в воде 0,125 мг/дм³, в воздухе 1 мг/м³.

Радиоактивный иод-131 (радиойод), являющийся бета- и гамма-излучателем, особенно опасен для организма человека, так как радиоактивные изотопы биохимически не отличаются от стабильных. Поэтому почти весь радиоактивный иод, как и обычный, концентрируется в щитовидной железе, что приводит к её облучению и дисфункции. Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным иодом являются атомные станции и фармакологическое производство^[20]. В то же время это свойство радиоиода позволяет использовать его для борьбы с опухолями щитовидной железы и диагностики её заболеваний (см. выше).

См. также |

• Тиреоидит


• Иодная яма

Примечания |

Ссылки |

	иод в Викисловаре
	Иод на Викискладе

• Иод / В. П. Зломанов // Излучение плазмы — Исламский фронт спасения. — М. : Большая российская энциклопедия, 2008. — С. 539. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 11). — ISBN 978-5-85270-342-2.


• Иод // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.


• Иод на Webelements


• Иод в Популярной библиотеке химических элементов


• Из истории йода