2020-04-01 14:54:02
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- 非金属元素 免费编辑 修改义项名

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元素
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编辑分类

碘属于第五周期ⅦA族元素,原子序数为53。1811年法国药剂师库尔图瓦利首次发现单质碘。单质碘呈紫黑色晶体,易升华。有毒性和腐蚀性。碘单质遇淀粉会变蓝色。主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘是人体的必需微量元素之一,健康成人体内的碘的总量为30mg(20~50mg),国家规定在食盐中添加碘的标准为20-30mg/kg。

基本信息

  • 中文名

  • 外文名

    Iodine

  • 元素符号

    I

  • 原子量

    126.90447

  • 元素类型

    活泼非金属单质

  • 发现人

    库特瓦

  • 受管制信息

    本品不受管制

  • 原子序数

    53

折叠 编辑本段 性质

【元素类型】:非金属元素

【元素符号】:I【中文读音】:diǎn

【英文名称】:Iodine

【分子式】:I₂

碘单质碘单质

相对原子质量】:126.90447

【分子量】:253.8

【元素序号】:53号元素(质子数53)

【价电子排布】:[Kr]4d10 5s2 5p5,位于元素周期表p区第五周期ⅦA族,属于卤族元素

【核电荷数】:53

【共价半径】:133pm

范德华半径】:198pm

电离能】:10.451电子伏特

电负性】:2.66

【晶体类型】:分子晶体

【晶胞类型】:正交晶胞

【第一电离能】:1010[1]

单质碘的物理性质

紫黑色晶体,具有金属光泽,性脆,易升华。有毒性和腐蚀性。密度4.93 克/立方厘米。熔点113.5℃,沸点184.35℃。化合价-1.+1.+3.+5和+7。加热时,碘升华为紫色蒸汽,这种蒸气有刺激性气味,有毒。易溶于乙醚、乙醇、氯仿和其他有机溶剂,形成紫色溶液,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-)),也溶于氢碘酸和碘化钾溶液而呈深褐色。(注意: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。)

折叠 化学性质

可与大部分元素直接化合,但不象其他卤素(F,Cl,Br)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黑色。

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。碘化氢的酸性强于氟化氢、氯化氢溴化氢

折叠 相关病症

缺乏碘会导致甲状腺肿大。过量的碘也会导致甲状腺肿大。

折叠 化学键能

I-H 299

I-C 228

I-O 234

I-F 280

I-Cl 208

I-I 151

I-Si 234

I-P 184

折叠 晶胞参数

a = 718.02 pm

b = 471.02 pm

c = 981.03 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

【所属周期】:5

【所属族数】:A

电子层排布】: 2-8-18-18-7

【电子层】:K-L-M-N-O

【外围电子层排布】:5s2 5p5

【价电子排布】:[Kr]4d10 5s2 5p5

【晶体结构】:晶胞为正交晶胞。

【常见化合价】:-1,+1,+3,+5,+7

【电离能】 (kJ /mol) :

M - M+ 1008.4

M+ - M2+ 1845.9

M2+ - M3+ 3200

M3+ - M4+ 4100

M4+ - M5+ 5000

M5+ - M6+ 7400

M6+ - M7+ 8700

M7+ - M8+ 16400

M8+ - M9+ 19300

M9+ - M10+ 22100

折叠 相关化学式

I₂+Fe==FeI₂

2KI+Cl₂==2KCl+I₂

2KI+Br₂==2KBr+I₂

3I₂+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H₂O(与氯不同,I₂歧化生成的是KIO3)

I₂+H₂O=HI+HIO

5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO3+10HCl

SO₂+I₂+2H₂O=H2SO4+2HI

2KI+O3+H₂O=2KOH+I₂+O₂

2NaI+3H2SO4+MnO₂=2NaHSO4+MnSO4+2H₂O+I₂

折叠 编辑本段 制备

折叠 方法一

用制取氯气的方法。将碘化物(通常用碘化钠)与浓硫酸混合后与二氧化锰反应制得。去除杂质的办法通用实验室制取氯气的方法。反应方程式:2NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2

折叠 方法二

大量的碘还来源于自然界的碘酸钠,可用NaHSO3还原。

折叠 方法三

先将碘酒微热,使溶液酒精挥发掉,酒精蒸干后,用少量水冲洗析出的溶质2-3次,洗去表面的酒精,得到的固体就是碘单质。

折叠 方法四

方法四是最简单的方法,和方法一差不多,将碘化钾和二氧化锰混合,装入烧杯内,盖上加了水的烧瓶,一边加热一边慢慢加入硫酸,等蒸气变成紫色后让其冷却,会有碘附在烧瓶底,刮下来的就是碘单质。也许因为有杂质而结成一块,不太好看。可以再把制得的碘放入烧杯中加热一会,马上水就会蒸发,再盖上加了水的烧瓶,一段时间后(大概半分钟)让它冷却,这时烧瓶底和烧杯上均有碘附着,这时再刮下来的碘就是粉状的了。

折叠 方法五

用硫酸和氢碘酸反应得碘。方程式:H2SO4 + 2HI --→ 2H2O + SO2↑+ I2 ↑

折叠 编辑本段 碘化合成酸

折叠 氢碘酸

氢碘酸在常态下是一种有刺激性气味的无色气体。碘化氢在空气中不可燃,但遇潮湿空气会发烟。易溶于水并可溶于乙醇,其水溶液呈酸性,称氢碘酸,是一种无色或淡黄色液体,具有强腐蚀性。它还是一种强还原剂,也是卤化氢当中最不稳定的,氯气和溴皆可把碘化氢当中的碘置换出来。将碘化氢加热会放出有毒碘蒸气。

氢碘酸氢碘酸

折叠 次碘酸

黄色溶液,有氧化性的弱酸。显两性,强氧化剂,氧化性比双氧水强,但比HBrO(次溴酸)氧化性弱,且极不稳定,能自行分解,光照或微热情况下迅速分解成氢气,氧气和碘(由于碘能和双氧水反应生成次碘酸,所以碘可以对双氧水分解起催化作用),是优质的漂白剂。

次碘酸结构次碘酸结构

折叠 碘酸

无色斜方结晶,或有光泽的白色结晶。有特殊气味。不吸湿,见光变暗。110度转化为HI3O8(二缩三碘酸) 200度完全脱水生成I2O5(五氧化二碘),中强酸 其水溶液有强氧化性。

折叠 高碘酸

碘和溴、氯都属于卤族元素,而且高溴酸(HBrO4)、高氯酸(HClO4)都是强酸,但正高碘酸(H5IO6)是弱酸,而偏高碘酸(HIO4)是强酸。

安全信息

  • RTECS号:NN1575000
  • WGKGermany:2
  • 危险类别:8
  • 安全说明:S26-S61-S25-S23
  • 包装等级:III
  • 危险品运输编码:UN20563/PG2
  • 海关编码:2801200000
  • 危险品标志:Xn:Harmful;N:Dangerousfortheenvironment;
  • 危险类别码:R20/21;R50

合成路线

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上下游产品

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参考资料
  • 1. 潘才元 - 高分子化学 - 中国科学技术大学出版社 . 0.

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元素周期表

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