Хімічні властивості йоду - Вплив йоду на здоров’я - Вплив йоду на довкілля
Атомне число
Валенсія
Електронегативність
Ковалентний радіус (Å)
Іонний радіус (Å)
Атомний радіус (Å)
Електронна конфігурація
[Кр] 4d 10 5s 2 5p 5
Перший потенціал іонізації (еВ)
Атомна маса (г/моль)
Щільність (г/мл)
Температура кипіння (ºC)
Температура плавлення (ºC)
Першовідкривач
Бернар Куртуа в 1811 році
Неметалевий елемент, символ I, атомний номер 53, відносна атомна маса 126.904, найважчий з галогенів (галогенідів), знайдених у природі. У звичайних умовах йод є чорною, блискучою і летючою твердою речовиною; отримує свою назву завдяки фіолетовій парі.
У хімії йоду, як і у інших галогенів, домінує легкість, з якою атом набуває електрон, утворюючи йодид-іон, I -, або єдиний ковалентний зв’язок - I, і завдяки утворенню з елементами, більш електронегативними, сполук, у яких формальний ступінь окислення йоду становить +1, +3, +5 або +7. Йод є більш позитивним, ніж інші галогени, і його властивості модулюються: відносною слабкістю ковалентних зв’язків між йодом та іншими електропозитивними елементами; великі розміри атома йоду та йодид-іона, що зменшує ентальпію кристалічної та розчинній ґрат йодидів, одночасно збільшуючи значення ван-дер-ваальсових сил у сполуках йоду та відносну, наскільки легко він іржавіє.
Йод міститься в надлишку, хоча рідко у високій концентрації і ніколи в елементарній формі. Незважаючи на низьку концентрацію йоду в морській воді, певні види водоростей можуть видобувати та накопичувати елемент. У формі йодату кальцію йод міститься в шарах чилі Чилі. Також зустрічається як йодид-іон у деяких розсолах нафтових свердловин в Каліфорнії, Мічигані та Японії.
Єдиним стабільним ізотопом йоду є 127 I (53 протони, 74 нейтрони). З 22 штучних ізотопів (маси від 117 до 139) найважливішим є 131 I з періодом напіввиведення 8 днів; широко використовується в роботі з радіоактивними індикаторами та певними процедурами променевої терапії.
Йод існує у вигляді двоатомних молекул I2 у твердій, рідкій та паровій фазах, хоча при високих температурах (> 200ºC, тобто 390ºF) дисоціація з утворенням атомів помітна. Короткі міжмолекулярні відстані I. I в кристалічному твердому тілі вказує на наявність сильних ван-дер-ваальсових міжмолекулярних сил. Йод помірно розчинний у неполярних рідинах, і фіолетовий колір розчинів говорить про наявність молекул I2, як у їх паровій фазі.
Хоча він, як правило, менш енергійний у своїх реакціях, ніж інші галогени (галогеніди), йод поєднується безпосередньо з більшістю елементів; Важливими винятками є благородні гази, вуглець, азот та деякі благородні метали. Неорганічні похідні йоду можна згрупувати за трьома класами сполук: ті, що мають більше електропозитивних елементів, тобто йодиди; ті, що утворюються з іншими галогенами, і ті, що утворюються з киснем. Органонатрієві сполуки поділяються на дві категорії: йодиди та похідні, у яких йод перебуває у позитивному формальному стані окислення, завдяки зв'язку з іншим більш електронегативним елементом.
Йод, здається, є елементом, який у дуже малих кількостях необхідний для життя рослин і тварин. Йодид і йодат, знайдені в морських водах, потрапляють в метаболічний цикл більшості морської флори і фауни, тоді як у вищих ссавців йод концентрується в щитовидній залозі, там він перетворюється в йодовані амінокислоти (головним чином тироксин та йодотирозини). Вони зберігаються в щитовидній залозі, оскільки тиреоглобулін і, мабуть, тироксин секретується залозою. Нестача йоду у ссавців призводить до зобу - стану, при якому щитовидна залоза збільшується, ніж зазвичай.
Бактерицидні властивості йоду підтримують його основне використання для лікування ран або стерилізації питної води. Сполуки йоду також використовуються для лікування певних захворювань щитовидної залози та серця, як харчова добавка (у вигляді йодованих солей) та в рентгенівських контрастних середовищах.
Основне промислове використання - у фотографії, де йодид срібла є однією з складових частин швидких фотоемульсій фотоплівки, а також у фарбувальній промисловості, де барвники на основі йоду виробляються для переробки.
Вплив йоду на здоров’я
Йод додають практично до будь-якої солі. Це інгредієнт хліба, морської риби та океанічних рослин. Йод природним чином присутній в океанах, і деякі морські риби та водні рослини зберігають його в своїх тканинах.
Багато ліків та засобів для очищення шкірних ран містять йод. Це також інгредієнт таблеток для очищення води, що використовуються для приготування питної води.
Йод є будівельним матеріалом для гормонів щитовидної залози, необхідних для росту, нервової системи та метаболізму. Люди, які їдять мало або зовсім не хліб, можуть відчувати дефіцит йоду. Тоді функція щитовидної залози зменшиться і щитовидна залоза почне набрякати. Це явище називається струмою. Зараз цей стан рідкісний, оскільки кухонна сіль містить невелику дозу йоду. Велика кількість йоду може бути небезпечною, оскільки щитовидна залоза працює надто важко. Це впливає на весь організм; спричиняє прискорене серцебиття та втрату ваги. Йод елемента, I2, токсичний, і його пари подразнюють очі та легені. Гранично допустима концентрація в повітрі при роботі з йодом становить лише 1 мг/м 3. Всі йодиди токсичні, приймаються в надлишку.
Йод 131 - один з радіонуклідів, що беруть участь в атмосферних ядерних випробуваннях, які розпочалися в 1945 р. Американськими випробуваннями і закінчилися в 1980 р. Випробуванням китайськими. Це серед довгоживучих радіонуклідів, які виробляють і продовжуватимуть збільшувати ризик розвитку раку протягом десятиліть і століть вперед. Йод 131 збільшує ризик раку та, можливо, інших захворювань щитовидної залози та тих, що спричинені дефіцитом гормонів щитовидної залози.
Йод можна знайти природним чином у повітрі, воді та ґрунті. Найважливішими джерелами природного йоду є океани. Йод у повітрі може поєднуватися з частинками води і випадати в осад у воді або ґрунті. Йод у ґрунтах поєднується з органічними речовинами і тривалий час залишається на тому ж місці. Рослини, які ростуть на цих ґрунтах, можуть поглинати йод. Тваринництво та інші тварини поглинатимуть йод, коли їдять ці рослини.
Йод у поверхневих водах буде випаровуватися і знову потрапляти в повітря. Люди також додають йод у повітря, спалюючи вугілля або паливо для отримання енергії. Але кількість йоду, що потрапляє в повітря внаслідок людської діяльності, досить мала в порівнянні з кількістю, яка випаровується з океанів.
Йод може бути радіоактивним. Радіоактивні ізотопи утворюються природним шляхом під час хімічних реакцій в атмосфері. Більшість радіоактивних ізотопів йоду мають дуже короткий період напіврозпаду і швидко перетворюються на стабільні сполуки йоду. Однак існує радіоактивна форма йоду, яка має період напіввиведення мільйони років і серйозно шкодить навколишньому середовищу. Цей ізотоп потрапляє в повітря з атомних електростанцій, де утворюється при переробці урану та плутонію. Аварії на атомних станціях спричинили викид у повітря великої кількості радіоактивного йоду.