Иод

Группа — VII

Подгруппа — главная

Период — V

Ряд — 7

Порядковый номер — 53

ЭО (электроотрицательность) — 2,21

Заряд ядра — 53

Ar (атомная масса) — 126,9044(3)

Электронов — 53

Протонов — 53

t плавления = 113,6^оС

t кипения = 185,5^оС

Энергия ионизации – 10,45

Цвет при н.у. – чёрно-фиолетовые кристаллы

История открытия.

В годы наполеоновских войн во Франции был усиленный спрос на порох, изготовляемый из серы, угля и селитры.

Первоначально на порох шла индийская селитра, но она использовалась столь неумеренно, что природные запасы ее были истощены. В Южной Америке были открыты между тем громадные залежи селитры несколько иного состава: индийская селитра была калиевой селитрой, в то время как чилийская – натриевая селитра. Порох, изготовляемый из натриевой селитры, взрывается с таким же успехом, как и порох из калиевой селитры. Но он обладает неприятным свойством притягивать влагу из воздуха и отсыревать. Химики взялись «исправить» натриевую селитру, заменив в ней натрий калием. Калий содержится в больших количествах в золе морских водорослей. В 1809 г. Один испанский химик нашел способ превращать натриевую (чилийскую) селитру в пригодный для производства пороха материал, обрабатывая селитру золой морских водорослей.

Парижский селитровар Куртуа, занявшись производством селитры по этому способу, заметил, как разъедаются медные котлы, в которых он выпаривал зольные растворы. Оказалось, что в золе водорослей есть какие-то соли, которые остаются в котлах после выпаривания растворов и выпадение из упаренных растворов соединения калия.

Когда на эти соли подействовали серной кислотой и двуокисью марганца, то заметили выделение из раствора красно-фиолетовых паров, при сгущении которых образовались черные блестящие кристаллы. В рассказах того времени утверждается, что открытие иода было делом «случая»: на заводе по выработке селитры погнались за кошкой, которая опрокинула банку с серной кислотой на остатки солей, и вдруг вследствие происшедшей реакции выделились фиолетовые пары иода.

Куртуа в 1811 г. опубликовал в химических журналах, что найдено новое вещество, неизвестное до сих пор.

История названия.

Иод (англ. Iodine, франц. Iode, нем. Jod, итал. Iodio) был открыт фабрикантом мыла и селитры Куртуа в 1811г. Во Франции и других странах с давних пор из соли морских водорослей получали щелочное вещество, называвшееся Soude de Varech или просто Varech (англ. Wrack или wreck, древнерусское вараха). Куртуа обнаружил, что раствор этой золы, называемой им Salin le varech, сильно разъедает медный котел, в котором производилось выпаривание. Желая выяснить причину этого, Куртуа стал добавлять к раствору различные реагенты. При этом он заметил, что в некоторых случаях образуются тяжелые фиолетовые пары, принадлежащие, по-видимому, какому-то неизвестному веществу. В 1813 г. Гей-Люссак исследовал новое вещество и дал ему название иод. Затем, когда было установлено его сходство с хлором, Дэви предложил именовать элемент иодином (аналогичное хлорином); это название принято в Англии и США до сих пор. Оно произведено от греческого слова - темно-синий, фиалковый. В 1814 г. бельгийский химик Ван-Монс предложил называть новый элемент вареном (Varine) по названию продукта, из которого он был получен, но предложение не было поддержано. В русской химической литературе начала XIX в. иод называли иодиний (Двигубский, 1824), иодис (Страхов, 1825), иодий (Иовский, Двигубский, 1827 - 1828), иод (Двигубский и Гесс, 1824). Часто встречающее теперешнее написание йод - неправильное, следует писать иод.

Галогены.

Иод относится к галогенам, что в переводе с греческого означает «рождающие соли». К ним относятся все элементы главной подгруппы VII группы периодической системы: фтор (Fluorum), хлор (Chlorum), бром (Bromum), иод (Jodum) и астат (Astatine). Это типичные неметаллы, до завершения внешнего уровня им не хватает одного электрона, который они легко присоединяют, переходя в устойчивую степень окисления -1 (с электронной конфигурацией инертного газа). Так, галогены активно реагируют со многими металлами (натрием, железом, золотом) и неметаллами (водородом, серой, фосфором). Окислительную активность галогенов несложно сопоставить, изучив реакции вытеснения одних галогенов другими из водных растворов галогенидов. Наблюдается такая закономерность: галоген с меньшим порядковым номером вытесняет из солей галоген с большим порядковым номером. Например, бром вытесняет иод из иодидов: Br₂ + 2I^- = I₂ +2Br^-, но не реагирует с хлорид-ионами. Характерна для галогенов и потеря валентных электронов, т.е. положительные степени окисления (от +1 до +7).

В природе галогены встречаются только в виде солей. Фтор входит в состав флюорита CaF₂ и фторапатита Ca₅(PO₄)₃F, хлор – в состав галита NaCl, сильвина KCl, сильвинита KCl ^. NaCl, а бром и иод находятся в виде бромидов и иодидов в морской воде и в буровых водах (так называемые глубинные воды, выкачиваемые вместе с нефтью из скважин). Морские водоросли и губки поглощают иод из воды и накапливают в своих клетках. Например, в ламинарии, или морской капусте присутствует до 1% иода, а в некоторых губках – до 8,5 %. Содержание в земной коре брома составляет 3^.10^-5 % (атомных), иода – 4^.10^-6 %. Хлора и фтора – примерно одинаковое количество – по 0,02%.

В свободном виде галогены состоят из двухатомных молекул с неполярной ковалентной связью. При повышенных температурах или под воздействием ультрафиолетового излучения часть молекул распадается на атомы, имеющие неспаренный электрон, - свободные радикалы. Такие частицы обладают высокой химической активностью и легче, чем молекулы галогенов, вступают в реакции.

Химические свойства иода близки к свойствам хлора:

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO

Cl₂(нед.) + 2NaOH(конц.) = NaCl + NaClO + H₂O (на холоде)

3Сl₂(изб.) + 6NaOH(конц.) = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O (80^oC)

3Cl₂ + 2Sb(порошок) = 2SbCl₃ (комн. t)

Cl_2(р-р)(нед.) + 2KI = 2KCl + I₂↓

3Cl_2(р-р)(изб.) + 3H₂O + KI = 6HCl + KIO₃ (80^oC)

Cl₂(насыщ.) + H₂O(конц.) = 2HCl + O₂↑

2Cl₂ + 2H₂O(пар) + C(кокс) = CO₂ + 4HCl (500 – 600^oC)