碘(英语:Iodine)是一种非金属化学元素,具有原子序数53和元素符号I。它是最重的非人造稳定卤素元素之一,在标准条件下呈现有光泽的紫黑色固态非金属形态。碘可以在摄氏114度时融化成深紫黑色液体,并在摄氏184度时挥发成深紫罗兰色气体。碘元素于1811年首次被法国化学家贝尔纳·库尔图瓦发现,并在两年后由约瑟夫·路易·盖-吕萨克以希腊语中的“深紫罗兰色”命名为“iodine”。
碘元素存在于多种氧化态,包括碘离子(I-)、碘酸根(IO3-)和各种过碘酸离子。它是数量最少的稳定卤素之一,也是地球上第61丰富的元素,同时也是最重要的必需矿物质养分之一。碘还是合成甲状腺素所必需的成分,碘缺乏会影响近20亿人的健康,尽管它是导致智力障碍的主要原因之一,但是可以通过预防来避免。
碘与氧气或氮气不发生反应。然而,碘与臭氧反应会形成不稳定的黄色I4O9,其本质可能是I(IO3)3。
碘与水反应生成次碘离子(OI-)。化学平衡的达成在很大程度上取决于溶液的pH值。
I2(l)+ H2O(l)→ OI-(aq)+ 2H+(aq)+ I-(aq)
碘(I2)与氟(F2)反应会形成五氟化碘(V)氟化物。在250℃下,相同的反应会得到七氟化碘(VII)氟化物。在仔细控制反应条件(-45°C,悬浮于CFCl3中)的情况下,还可以分离出三氟化碘(III)氟化物。
I2(s)+ 5F2(g)→ 2IF5(l)[无色]
I2(g)+ 7F2(g)→ 2IF7(g)[无色]
I2(s)+ 3F2(g)→ 2IF3(s黄色)
碘(I2)与溴(Br2)反应会形成非常不稳定、低熔点的固体,即碘溴化物。
I2(s)+ Br2(l)→ 2IBr(s)
碘与-80°C的氯与过量的液态氯反应会形成“三氯化碘”,实际上是I2Cl6。碘在水的存在下与氯反应会生成碘酸。
I2(s)+ 3Cl2(l)+ I2Cl6(s)[黄色]
I2(s)+ 6H2O(l)+ 5Cl2(g)→ 2HIO3(s)+ 10HCl(g)
碘与浓硝酸热反应会生成碘酸,并在冷却时结晶出来。
3I2(s)+ 10HNO3(水溶液)→ 6HIO3(s)+ 10NO(g)+ 2H2O(l)
碘(I2)与热碱水溶液反应会生成碘酸盐(IO3-)。在该反应中,只有总碘的六分之一会转化。
3I2(克)+ 6OH-(水溶液)→ IO3-(水溶液)+ 5I-(水溶液)+ 3H2O