ヨウ素を入手。ヨウ素原子の構造

私たちの体におけるヨウ素の役割は何ですか? 私たちの多くは、この薬を製薬業界の防腐剤と見なすことに慣れています. 実際、それは私たちの体の膨大な数の機能を担う有用な微量元素のグループに属しています.

この物質のレベルが低いと、ホルモンの不均衡が現れます。これは感情に影響を与え、体調人。

成分と使用上の注意

薬の組成は、ヨウ化カリウムとエタノールで構成されています。これらのコンポーネントはしっかりしています分子格子. 液体には紫色の色合いそして強烈な匂い。外用すると防腐効果があり、その結果、病原性微生物叢の最大95％が破壊されます。

内部でヨウ素を使用すると、甲状腺の機能にプラスの効果があります。この組成物は、異化のプロセスを強化するのに役立ち、ホルモンのテロトキシンの産生を刺激し、組織代謝のプロセスも開始します。

誤って選択された投与量は、甲状腺の組織に放射性物質の過剰な蓄積を引き起こす可能性があります. ここでは、重要なホルモンの産生障害が認められます。これには、卵巣または下垂体の機能不全を引き起こす可能性のある病理学的プロセスの発生が伴います。

人体にとってヨウ素は何に役立ちますか?

この薬は、次の症状のある患者を対象としています。

感染 - 粘膜の炎症過程;
神経痛;
筋炎;
梅毒;
血管系のアテローム性動脈硬化;
過剰なコレステロール;
喉頭炎;
重金属による体の中毒;
オゼナ;
心臓系の病気。

重要: 「治療を開始する前に、医師の助けを求めることをお勧めします。専門家は、臨床適応症と医学的検査に基づいて最適な投与量を選択します。誤って選択された用量は、体内に新しい病理学的病巣の出現を引き起こす可能性があります。

ヨウ素の採掘と入手方法

ヨウ素の微量元素は何から得られますか? 今日まで、工業規模でヨウ化カリウムを得る方法はいくつかあります。それらのそれぞれは、その技術と結果として生じるボリュームによって区別されます。

ヨウ素はどのように生産されますか? いくつかの採掘方法があります有用な微量元素. これらには以下が含まれます：

天然原料の加工。こちらは昆布を使用。 1トンの乾燥藻類には最大6kgのヨウ素が含まれていることが科学的に証明されていますが、海水はわずか50mgで飽和しています. 19世紀の70年代の終わりまで、天然の微量元素を得るこの方法は最良の方法の1つと考えられていました。

硝石廃棄物からヨウ素を得る。最大0.5%のヨウ化ミネラルとヨウ化カリウムが含まれています。微量元素を取得するこの方法は、1867 年半ばから使用され始めました。この方法の主な利点は、最小限のコストでした。この結果、彼は世界中のメーカーの間で広く人気を博しました。

天然溶液からの抽出。これを行うには、塩辛い海水またはオイルサンプからの液体を使用します。これらの溶液には、最大 50 mg/l のヨウ化物が含まれています。油溶液では、最大100 mg / lの液体が固定されています。

イオンヨウ素化。この採掘方法はに基づいています化学反応その結果、ヨウ素化分子の選択的吸収が注目されます。

禁忌と副作用

この薬の使用には多くの医学的禁忌があります。例えば、乾燥ヨウ素は、組成物の成分の1つに対して個人の不耐性を引き起こすことがよくあります。この結果、人は赤みや発疹の形で強いアレルギー反応を起こします。

次のような病気の人には、水でヨウ素を使用することは禁じられています。

十二指腸潰瘍;
糖尿病;
ネフローゼ;
腎臓と肺の結核;
フルンクローシス;
出血性環境の素因;
蕁麻疹;
にきび;
にきび。

放射性ヨウ素溶液の不適切な使用は、体内での有害反応の発生を引き起こす可能性があります。

血管性浮腫;
流涙;
局所適用には皮膚の発赤が伴います。
蕁麻疹;
強い唾液分泌;
発汗の増加;
頻脈;
下痢;
緊張感の高まり。

そのような症状が検出された場合は、できるだけ早く適切な助けを求める必要があります。

要素はどこにありますか？

周期表では、ヨウ素は53番に位置しています。通常の条件下でのこの非金属の化学的変種は、鋭く特定の臭いを持つ暗紫色の結晶です。この物質は、活性コラーゲンのグループに属しています。

今日では、食品から物質の 1 日量を得ることができます。それらのいくつかでは、ヨウ素含有量が最大許容レベルに達する可能性があります。この微量元素の過剰な含有量は、人の心理的感情状態に影響を与えます。彼はイライラしすぎたり、逆に消極的になったりします。

ヨウ化物を多く含む食品には次のものがあります。

魚;
海の貝;
カニ;
イカ;
昆布;
青りんご;
海のニシン;
ハードチーズ;
乳製品;
きのこ。

ヨウ素を含まない食品には次のものがあります。

砂糖;
缶詰;
フルーツゼリー;
ペースト。

ヨウ素 (私 2 ) は、D.I. の周期表の第 7 グループにあります。ハロゲンのサブグループのメンデレーエフ。外側のレベルでは、ヨウ素原子には 1 つの不対電子があり、1 つの電子では不活性ガスシェルを完成させるのに十分ではありません。原子の半径が大きいため、ヨウ素は修復特性、それがハロゲンサブグループにあるという事実に関係なく。外側の電子は原子核から離れているため、ヨウ素はそれ自体に付着するよりも放出する方が簡単です。したがって、ヨウ素は還元剤として働きます。

ヨウ素の物性。

ヨウ素鮮やかな灰黒色の結晶を表します。

ヨウ素の化学的性質。

ヨウ素はほとんどの非金属とは反応しませんが、金属とは加熱された場合にのみ反応し、非常にゆっくりと反応します。たとえば、他のすべてのハロゲンは、鉄と反応すると 3 価の塩になります。 フェハル 3 、およびヨウ素 - 2価のみ:

フェ + 私 2 = フェイ 2,

水素を使用すると、反応は次のように進行します。

ひ 2 + 私 2 = 2 やあ、

反応は可逆的で吸熱的です。

ヨウ素を入手。

ヨウ素は実験室で次の反応によって得られます。

MnO 2 + 4HI \u003d MnI 2 + I 2 + 2H 2 O.

ヨウ素の歴史

ヨウ素の発見は 1811 年にさかのぼります。この元素は、かつて石鹸と硝石製造の専門家だったフランス人のバーナード・クルトワによって発見されました。ある日、海藻灰の実験中に、化学者は灰を蒸発させるための銅製の大釜が急速に破壊されることに気付きました。灰蒸気を硫酸と混合すると、飽和蒸気紫、沈殿すると、暗い「ガソリン」色の光沢のある結晶に変わりました。

2年後、Joseph Gay-LussacとHumphry Davyは、得られた物質の研究を開始し、それをヨウ素と名付けました（ギリシャ語のiodes、ioeides - violet、violetから）。

ヨウ素はハロゲンであり、周期表のV期の17族の元素である反応性非金属に属します化学元素 DI。メンデレーエフの原子番号は 53 で、受け入れられている名称は I (ヨーダム) です。

自然の中にいる

ヨウ素はかなり希少な元素ですが、奇妙なことに、自然界のほとんどどこにでも存在し、どの生物にも存在します。海水、土壌、動植物由来の製品。伝統的に最もたくさんの天然のヨウ素は海藻から供給されます。

物理的及び化学的性質

ヨウ素は、濃い紫または黒灰色の結晶の形をした固体物質で、金属光沢と特定の臭いがあります。ヨウ素の蒸気 - バイオレットは、マイクロエレメントが加熱されると形成され、冷却されると、液体になることなく結晶に変わります。液体ヨウ素を得るには、加圧下で加熱する必要があります。

ヨウ素の 1 日必要量

甲状腺が正常に機能するためには、成人は 150 ～ 200 マイクログラムのヨウ素が必要です。青年、妊婦、授乳中の母親は、毎日体内に入るヨウ素の量を 1 日あたり 400 マイクログラムに増やす必要があります。

ヨウ素の主な供給源：

: , 魚, 魚油, ;
: , ;
、：、と ;
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: , .

調理中、および長期保管中にヨウ素の量の最大半分が失われることを覚えておく必要があります。

ヨウ素の有用な特性と体への影響

ヨウ素は、脳活動の刺激に直接影響を与える酸化プロセスに積極的に関与しています。人体のほとんどのヨウ素は、甲状腺と血漿に集中しています。ヨウ素は、不安定な微生物の中和に寄与し、それによって過敏性とストレスを軽減します (カロリゼーター)。また、ヨウ素には血管壁の弾力性を高める性質があります。

ヨウ素は、余分な脂肪を燃焼させてダイエットを促進し、適切な成長を促進し、より多くのエネルギーを与え、精神的な覚醒を改善し、髪、爪、皮膚、歯を健康にします.

ヨウ素欠乏症の兆候

ヨウ素の欠乏は通常、天然の微量元素が十分でない地域で見られます。ヨウ素欠乏症の徴候は、疲労と全身の脱力感、頻繁な頭痛、体重増加、顕著な記憶障害、視力と聴力の障害、結膜炎、粘膜の乾燥などです。肌. ヨウ素が不足すると、女性の月経周期が乱れ、男性の性的欲求と活動が低下します。

ヨウ素過剰の兆候

ヨウ素の過剰摂取は、欠乏と同じくらい有害です。ヨウ素は有毒な微量元素であり、それを扱うときは、胃の激しい痛み、嘔吐、下痢を特徴とする中毒を避けるために細心の注意を払う必要があります. 水にヨウ素が過剰に含まれていると、アレルギー性発疹と鼻炎、刺激臭を伴う発汗の増加、不眠症、唾液分泌の増加と粘膜の腫れ、震え、心拍数の増加などの症状が見られます。体内のヨウ素量の増加に関連する最も一般的な病気はバセドウ病です。

生活におけるヨウ素の使用

ヨウ素は、主にアルコール溶液の形で薬に使用されます-皮膚を消毒し、傷や怪我の治癒を早め、抗炎症剤としても使用されます（ヨウ素細胞はあざの部位または暖をとるための咳）。ヨウ素の希釈液で、風邪でうがいをします。

ヨウ素は、法医学（指紋が検出されます）、光源の構成要素、およびバッテリーの製造に応用されています。

子供の頃から、すべての子供とその親にとって、引っかき傷、擦り傷、切り傷の有名なヘルパーです。彼は足が速く、効果的なツール、創傷面の焼灼および消毒。ただし、物質の範囲は医学に限定されません。化学的特性ヨウ素は非常に多様です。私たちの記事の目的は、それらをより詳細に知ることです。

物理的特性

単体は暗紫色の結晶のように見えます。内部構造の特性上、加熱すると結晶格子、つまりその節に分子が存在すると、化合物は融解せず、すぐにペアを形成します。これは昇華または昇華です。これは、互いに容易に分離される結晶内の分子間の弱い結合によって説明されます-物質の気相が形成されます。周期表のヨウ素の数は 53 です。他の化学元素の中でのその位置は、それが非金属に属していることを示しています。この問題についてさらに考えてみましょう。

周期系における元素の位置

ヨウ素は第 5 周期のグループ VII にあり、フッ素、塩素、臭素、アスタチンとともに、ハロゲンのサブグループを形成します。核電荷と原子半径の増加により、代表的なハロゲンは非金属特性が弱まるため、ヨウ素は塩素や臭素よりも活性が低く、電気陰性度も低くなります。ヨウ素の原子質量は 126.9045 です。単純な物質は、他のハロゲンと同様に、二原子分子で表されます。以下では、要素の原子の構造について詳しく説明します。

電子式の特徴

5 つのエネルギー準位と、それらの最後のほぼ完全に電子で満たされた準位は、この元素が非金属の顕著な兆候を示していることを裏付けています。他のハロゲンと同様に、ヨウ素は強力な酸化剤であり、金属や弱い非金属元素 (硫黄、炭素、窒素) から電子を奪い、第 5 レベルが完了する前に失われます。

ヨウ素は非金属であり、その分子には原子を結合する共通の p 電子対があります。重なり合う場所での密度が最も高く、共通の電子雲はどの原子にも移動せず、分子の中心にあります。無極性の共有結合が形成され、分子自体は直線的な形状をしています。ハロゲン系ではフッ素からアスタチンまで、共有結合減少します。元素分子の原子への崩壊が依存するエンタルピー値の減少があります。これはヨウ素の化学的性質にどのような影響を及ぼしますか?

ヨウ素が他のハロゲンよりも活性が低いのはなぜですか?

非金属の反応性は、外来電子の原子核への引力によって決まります。原子の半径が小さいほど、他の原子の負に帯電した粒子の静電引力が高くなります。要素が配置されている期間の数が多いほど、より多くのエネルギーレベルを持ちます。ヨウ素は第 5 周期にあり、臭素、塩素、フッ素よりも多くのエネルギー層を持っています。そのため、ヨウ素分子には、前述のハロゲンよりもはるかに大きな半径を持つ原子が含まれています。そのため、I 2 粒子は電子をより弱く引き付け、非金属特性の弱体化につながります。内部構造物質は必然的にその物理的特性に影響を与えます。具体例を挙げてみましょう。

昇華と溶解

前述のように、分子内のヨウ素原子の相互引力が減少すると、非極性共有結合の強度が弱まります。化合物の高温に対する耐性が低下し、分子の熱解離が増加します。特徴的な機能ハロゲン: 固体状態からすぐに気体状態に加熱されたときの物質の遷移、つまり昇華が主な現象です。物理的特性ヨウ素。二硫化炭素、ベンゼン、エタノールなどの有機溶媒への溶解度は、水よりも高くなります。したがって、20°Cの水100 gには、0.02 gの物質しか溶解できません。この機能は、実験室で水溶液からヨウ素を抽出するために使用されます。少量の H 2 S と一緒に振ると、ハロゲン分子が硫化水素に遷移するため、硫化水素の紫色が観察されます。

ヨウ素の化学的性質

金属と相互作用するとき、要素は常に同じように動作します。彼は引き付ける価電子金属原子は、最後のエネルギー層 (ナトリウム、カルシウム、リチウムなどの s 要素) または d 電子などを含む最後から 2 番目の層のいずれかに位置します。これらには、鉄、マンガン、銅などが含まれます。これらの反応では、金属は還元剤となり、ヨウ素は、化学式 I 2 は酸化剤である。だからこの高活性単純な物質多くの金属との相互作用の理由です。

注目すべきは、加熱時のヨウ素と水との相互作用です。アルカリ性媒体では、反応はヨウ化物とヨウ素酸の混合物の形成とともに進行します。最後の物質は特性を示す強酸脱水すると五酸化ヨウ素になります。溶液が酸性化されている場合、上記の反応生成物は互いに相互作用して、最初の物質である遊離の I 2 分子と水を形成します。この反応は酸化還元型に属し、強力な酸化剤としてのヨウ素の化学的性質を示します。

デンプンへの定性的反応

無機質と有機化学相互作用生成物で特定の種類の単純または複雑なイオンを識別するために使用できる反応のグループがあります。複雑な炭水化物 - デンプン - の高分子を検出するには、I 2 の 5% アルコール溶液がよく使用されます。例えば、生のじゃがいものスライスに数滴垂らすと、溶液の色が青色になります。物質がデンプン含有製品に入ると、同じ効果が観察されます. 青色のヨウ素を生成するこの反応は、試験混合物中のポリマーの存在を確認するために有機化学で広く使用されています。

だいたい有用な特性ヨウ素とデンプンの相互作用の生成物は、長い間知られていました。それは、下痢、寛解中の胃潰瘍、呼吸器系の疾患の治療のために抗菌薬の非存在下で使用されました。水 200 ml あたりティースプーン 1 杯程度のヨウ素のアルコール溶液を含むでんぷんペーストは、材料が安価で、調製が容易なため、広く使用されていました。

ただし、青ヨウ素は幼児、ヨウ素含有薬に対する過敏症の人、バセドウ病患者の治療には禁忌であることを覚えておく必要があります。

非金属が互いにどのように反応するか

メインサブグループの要素の中で Ⅶ群フッ素はヨウ素と反応します - 最も活性な非金属です。最高度酸化。このプロセスは寒い中で行われ、爆発を伴います。水素では、I 2 は強い加熱と相互作用し、完全ではありませんが、反応生成物 - HI - が出発物質に分解し始めます。ヨウ化水素酸は非常に強力で、特徴は塩酸に似ていますが、還元剤のより顕著な兆候を示しています。ご覧のとおり、ヨウ素の化学的性質は活性な非金属に属しているためですが、この元素は臭素、塩素、そしてもちろんフッ素に対する酸化能力が劣っています。

生物における元素の役割

イオン I - の含有量が最も高いのは甲状腺の組織で、甲状腺刺激ホルモンであるサイロキシンとトリヨードチロニンの一部です。それらは骨組織の成長と発達を調節し、神経インパルス、代謝率。特に危険なのは、ヨウ素含有ホルモンの欠乏です。子供時代遅れる可能性があるので精神発達クレチン症などの病気の症状の出現。

成人における不十分なチロキシン分泌は、水と食物に関連しています。それには、脱毛、浮腫の形成、および身体活動の低下が伴います。バセドウ病が発症し、その症状が興奮性であるため、体内の過剰な要素も非常に危険です。神経系、四肢の振戦、重度の衰弱。

自然界におけるヨウ化物の分布と純粋な物質を得る方法

元素の大部分は、生物と地球の殻 - 水圏とリソスフェア - に結合した状態で存在します。海水には元素の塩が含まれていますが、その濃度はわずかであるため、そこから純粋なヨウ素を抽出することは有益ではありません。茶色のホンダワラの灰から物質を得る方がはるかに効率的です。

工業規模では、I 2 は地下水石油生産プロセスで。たとえば、一部の鉱石の処理中に、ヨウ素酸カリウムと次亜ヨウ素酸が検出され、そこから純粋なヨウ素が抽出されます。ヨウ素水素の溶液から塩素で酸化して I 2 を得ることは、非常に経済的です。得られた化合物は、製薬業界にとって重要な原料です。

内分泌学では、単純な物質だけでなく塩 - ヨウ化カリウム、アルコール、水も含む、すでに述べたヨウ素の5％アルコール溶液に加えて、医学的理由から、「ヨウ素活性」などの薬物」と「ヨードマリン」を使用しています。

天然化合物の含有量が少ない地域では、ヨウ素添加食卓塩に加えて、アンチストルミンなどの治療法を使用できます。彼は含まれています活性物質- ヨウ化カリウム - 風土病性甲状腺腫の症状を予防するために使用される予防薬として推奨されています。

意味

ヨウ素周期表の53番目の元素です。指定 - 私はラテン語の「iodum」から来ました。第五期、VIIA群に位置する。非金属を指します。コアチャージは53。

ヨウ素は希少な (分散した) 元素ですが、自然界ではまだ鉱物の形で遊離状態で見られます ( 温泉ベスビオ山）。かなりの量のヨウ素がヨウ化物塩の形で海水に含まれているか、石油掘削水の一部として地殻に含まれています。

ヨウ素は、単体では黒灰色（暗紫色）の結晶（図1）で、金属光沢と刺激臭があります。ヨウ素の蒸気、および有機溶媒中の溶液は紫色に着色されています。

米。 1.ヨウ素。外観。

ヨウ素の原子量および分子量

意味

元素の相対原子量炭素原子の質量の 1/12 に対する特定の元素の原子の質量の比率と呼ばれます。

相対的原子質量は無次元であり、A r で表されます (添字「r」は頭文字英単語相対、翻訳では「相対」を意味します）。ヨウ素原子の相対原子質量は 126.9044 amu です。

分子の質量は、原子の質量と同様に、原子質量単位で表されます。

意味

物質の相対分子量与えられた物質の分子の質量と炭素原子の質量の 1/12 との比を呼び出します。その質量は 12 a.m.u.

物質の分子量は、原子質量単位で表される分子の質量です。ヨウ素分子は二原子-I 2 であることが知られています。相対的分子量ヨウ素分子は次のようになります。

M r (I 2) = 126.9044 × 2 ≈ 254.

ヨウ素の同位体

自然界では、ヨウ素は唯一の安定同位体 127 I の形をとることが知られています。質量数は 127 で、同位体原子の原子核には 53 個の陽子と 74 個の中性子が含まれています。

質量数が 108 から 144 のヨウ素の人工不安定同位体と、17 の原子核の異性体状態があり、その中で半減期が 1.57 × 10 7 年の 129 I 同位体が最も長寿命です。

ヨウ素イオン

ヨウ素原子の外側のエネルギー準位には、価電子である 7 つの電子があります。

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5 .

化学的相互作用の結果として、ヨウ素はその価電子を放棄します。それらのドナーであり、正に帯電したイオンになるか、別の原子から電子を受け取ります。受容体であり、負に帯電したイオンに変わります。

私 0 -1e → 私 + ;

私 0 -3e → 私 3+;

I 0 -5e → I 5+;

I 0 -7e → I 7+;

I 0 +1e → I - .

ヨウ素の分子と原子

遊離状態では、ヨウ素は二原子分子 I 2 の形で存在します。ヨウ素の原子と分子を特徴付けるいくつかの特性を次に示します。

問題解決の例

例 1

例 2

エクササイズ

塩素がヨウ化カリウムと反応すると、質量50.8 gのヨウ素が得られました.これに必要な通常の条件下で測定された塩素の量を決定します.

解決

塩素とヨウ化カリウムの相互作用の反応式を書きましょう。

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ヨウ素を入手。 ヨウ素原子の構造