Йод: химични свойства, формула, брой в периодичната таблица

Алкохолен разтвор на йод

Физически характеристики

Простото вещество изглежда като тъмно лилав кристал. При нагряване, поради особеностите на вътрешната структура на кристалната решетка, а именно наличието на молекули в нейните възли, съединението не се стопява, а веднага образува двойки. Това е сублимация или сублимация. Това се обяснява със слабата връзка между молекулите вътре в кристала, които лесно се отделят един от друг - образува се газообразна фаза на веществото. Йодният номер в периодичната таблица е 53. И позицията му сред другите химически елементи показва, че принадлежи към неметалните. Нека да разгледаме този въпрос по-нататък.

Място на елемента в периодичната таблица

Йодът е в петия период, VII група и заедно с флуор, хлор, бром и астатом образува подгрупа халогени. Във връзка с увеличаването на ядрения заряд и атомния радиус атомът на неметалните свойства възниква при халогенните видове, поради което йодът е по-малко активен от хлора или брома и неговата електронегодност е също по-ниска. Атомната маса на йода е 126.9045. Простата субстанция се представя от диатомични молекули, както при другите халогени. По-долу ще се запознаем със структурата на атома на елемента.

Характеристики на електронната формула

Пет енергийни нива и почти напълно запълнени с електрони, последната потвърждава наличието на явни признаци на неметала в елемента. Подобно на другите халогени, йодът е силен окислител, като взема електрони от метали и по-слаби неметални елементи - сяра, въглерод, азот - липсва електрона преди завършване на петото ниво.

Йодът е неметален, в чиито молекули има обща двойка р-електрони, които обединяват атоми. Тяхната плътност в мястото на припокриване е най-голямата, общият електронен облак не се премества към никой от атомите и се намира в центъра на молекулата. Появява се неполярна ковалентна връзка и самата молекула има линейна форма. В серията халогени, от флуор до астат, силата на ковалентната връзка намалява. Намалява се енталпията, от която разлагането на молекулите на елемента зависи от атомите. Какви са последиците за химичните свойства на йода?

Защо йодната активност е по-ниска от тази на другите халогени

Реактивността на неметалите се определя от силата на привличане към ядрото на собствения атом на чуждите електрони. Колкото по-малък е радиусът на един атом, толкова повече силите на електростатично привличане на неговите отрицателно заредени частици от други атоми са по-високи. Колкото по-голям е броят на периода, в който е разположен елементът, толкова повече енергийни нива ще има. Йодът е в петия период, а броят на енергийните слоеве има повече от бром, хлор и флуор. Ето защо йодната молекула съдържа атоми, които имат много по-голям радиус от посочените по-горе халогени. Ето защо частици I₂ По-слабите електрони привличат електрони, което води до отслабване на техните неметални свойства. Вътрешната структура на дадено вещество неизбежно засяга физическите му характеристики. Да дадем конкретни примери.

Сублимация и разтворимост

Намаляването на взаимното привличане на йодните атоми в неговата молекула води, както казахме по-рано, до отслабване на силата на ковалентната неполярна връзка. Налице е намаляване на стабилността на съединението до висока температура и увеличаване на стойността на термичната дисоциация на неговите молекули. Характерна особеност на халоген: преходът на материята, когато се нагрява от твърдо състояние до газово, т.е. сублимацията е основната физическа характеристика на йода. Неговата разтворимост в органични разтворители, например въглероден дисулфид, бензен, етанол, е по-висока отколкото във вода. По този начин само 0,02 g от веществото могат да бъдат разтворени в 100 g вода при 20 ° С. Тази характеристика в лабораторията се използва за извличане на йод от водния разтвор. Разклащайте го с малко количество H₂S, възможно е да се наблюдава виолетово оцветяване на сероводород поради преминаването на халогенните молекули в него.

Химични свойства на йода

Взаимодействайки с металите, елементът се държи по същия начин. Той привлича валентните електрони на метални атоми, които или са поставени в последния слой на енергия (и-елементи, като например натрий, калций, литий и т. Д) или на предпоследния слой, съдържащ, например, D-електрони. Те включват желязо, манган, мед и други. При тези реакции металът ще бъде редуциращ агент и йод, чиято химична формула I₂, - окислител. Следователно, тази висока активност на простата субстанция е отговорна за нейното взаимодействие с много метали.

Внимание се обръща на взаимодействието на йода с вода при нагряване. В алкална среда, реакцията протича до образуване на смес от йодидни и йодонови киселини. Последното вещество показва свойствата на силна киселина и когато се дехидратира, се превръща в йоден пентоксид. Ако разтворът се подкислява, гореспоменатите реакционни продукти взаимодействат един с друг, за да образуват свободни от изходни материали молекули I₂ и вода. Тази реакция се отнася до окислително-редукционния тип, той проявява химическите свойства на йода като силен окислител.

Качествена реакция към нишестето

Както в неорганичната, така и в органичната химия, има група реакции, при които в реакционните продукти могат да бъдат идентифицирани определени типове прости или сложни йони. За откриване на макромолекули от комплексни въглехидрати - нишесте - често използвайте 5% алкохолен разтвор I₂. Например, няколко капки капе върху част от суровите картофи и цветът на разтвора става син. Същият ефект наблюдаваме, когато веществото удари някакъв продукт, съдържащ нишесте. Тази реакция, която произвежда синьо йод, се използва широко в органичната химия за потвърждаване наличието на полимер в тестовата смес.

Полезните свойства на продукта от взаимодействието на йод и нишесте са известни от дълго време. Използва се при отсъствие на антимикробни средства за лечение на диария, стомашни язви при ремисия, заболявания на дихателната система. Широко разпространение на нишестена паста, съдържаща около 1 чаена лъжичка алкохолен разтвор на йод на 200 мл вода, е получено поради ниската цена на съставките и лекотата на приготвяне.

Независимо от това, трябва да се помни, че син йод е противопоказан при лечението на малки деца, хора, страдащи от свръхчувствителност към лекарства, съдържащи йод, както и пациенти с гроздова болест.

Как неметите реагират един с друг

Сред елементите на основната подгрупа на VII група с йод, флуор, най-активният неметал, притежаващ най-висока степен на окисление, реагира. Процесът се извършва на студено и е придружен от експлозия. С водород I₂ реагира със силно загряване, а не напълно, реакционният продукт - HI - започва да се разлага в изходните материали. Водородният йодид е достатъчно силен и въпреки че има подобни свойства като хлоридна киселина, той все още показва по-изразени признаци на редуциращ агент. Очевидно, химичните свойства на йода се дължат на принадлежността му към активните неметали, но елементът е по-слаб по отношение на окислителната способност на бром, хлор и, разбира се, флуор.

Ролята на елемент в живите организми

Най-високо съдържание на йони I^- се намира в тъканите на щитовидната жлеза, където те са част от хормони, стимулиращи щитовидната жлеза: тироксин и трийодотиронин. Те регулират растежа и развитието на костната тъкан, проводимостта на нервните импулси, метаболизма. Особено опасно е липсата на йодсъдържащи хормони в детството, тъй като това може да забави умственото развитие и появата на симптоми като кретинизъм.

Несвързаната секреция на тироксин при възрастни е свързана с йоден дефицит във водата и храната. Съпровожда се от косопад, образуване на отоци, намалена физическа активност. Превишението на елемента в тялото също е изключително опасно, тъй като се развива болестта на Грейв, симптомите на които са възбудимост на нервната система, тремор на крайниците и тежко изтласкване.

В някои представители на света на флората се открива високо съдържание на йодни съединения. Долните растения - кафяви и червени водорасли - ги натрупват в талтомите си. Сред висшите растения притежателите на рекорди за натрупване на йод са череша, райска ябълка, дати и цвекло. Голям брой елементи съдържат морски дарове и морска риба.

Разпределение на йодидите в природата и методи за получаване на чисто вещество

По-голямата част от елемента се намира в живи организми и черупки на Земята - хидросферата и литосферата - в обвързано състояние. Елементните соли са в морска вода, но тяхната концентрация е незначителна, така че извличането на чист йод от нея е нерентабилно. Много по-ефективно е да се получи вещество от кафяво пепел водорасли: фук, водорасли, Sargassum.

В промишлен мащаб I₂ са изолирани от подземните води в процесите на производство на нефт. При обработката на някои руди, например Чилийски амониев нитрат, съдържа йодат и хипоидат на калий, от който впоследствие се произвежда чист йод. Много е рентабилно да получавам₂ от водороден йодид разтвор, окисляване с хлор. Полученото съединение е важна суровина за фармацевтичната индустрия.

Освен вече наречен 5% алкохолен разтвор на йод, съдържаща не само прост вещество, но също и сол - калиев йодид, както и алкохол и вода, в ендокринологията за медицинска употреба такива лекарства като "Йод-активен" и "Jodomarin".

В райони с ниско съдържание на естествени съединения, в допълнение към йодирана годна за консумация сол, може да се използва терапевтичен агент като "Антиструм". Той съдържа активното вещество - калиев йодид - и се препоръчва като превантивно лекарство, което се използва за предотвратяване на симптомите на ендемичен уртикария.