Յոդ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
53
Յոդ
I
126,905
4d105s25p5
53 ՏելուրՅոդՔսենոն
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
53I
Orthorhombic.svg
Electron shell 053 Iodine.svg
Iod kristall.jpg
Փայլուն մուգ մոխրագույն ոչմետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Յոդ, 53
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
126,90447(3)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d10 5s2 5p5
Ատոմի շառավիղ 136 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 133 պմ
Իոնի շառավիղ (+7e) 50 (-1e) 220 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 2,66 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ 7, 5, 3, 1, 0, −1
Իոնիզացման էներգիա
2‑րդ: 1 008,3 (10,45) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 4,93 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 113,5 °C
Եռման ջերմաստիճան 184,35 °C
Մոլյար ջերմունակություն 54,44[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 25,7 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք օրթոօրբիտալային
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=7,18 b=4,71 c=9,81[3]

Յոդ (հին հուն․՝ ἰώδης - «մանուշակագույն»)[4] քիմիական տարր է, որի նշանն է I կամ J (լատ.՝ Iodum), տարրերի պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության 7-րդ խմբի տարր, կարգահամարը՝ 53, ատոմական զանգվածը՝ 126,9044։

Հալոգեն է։ Յոդը p- տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s24p64d105s25p5, К, L, М թաղանթները լրացված են։ Բնական յոդը բաղկացած է միայն 1271 կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 117-139 զանգվածի թվերով 22 ռադիոակտիվ իզոտոպներ: Քիմիական ակտիվ ոչ մետաղ է, պատկանում է հալոգեններին։

Սովորական պայմաններում յոդը մուգ մոխրամանուշակագույն, թույլ մետաղական փայլով բյուրեղական նյութ է։ Մոլեկուլը երկատոմ է (I2 բանաձևով):

Պատմություն[խմբագրել]

Յոդը աոաջին անգամ ստացել է ֆրանսիացի քիմիկոս Բ․ Կուրտուան (1811)՝ ծովային ջրիմուռներից։ Յոդի միջին պարունակությունը երկրակեղևում 4•10-5 % է (ըստ զանգվածի)[5]։

Անվանում և նշանակություն[խմբագրել]

Տարրի անվանումը առաջարկել է Գեյ Լուսյակը, այն ծագել է հին հուն․՝ ἰώδης - «մանուշակագույն»[6] բառից, որը կապված է տարրի գույնի հետ։Բժշկության և կենսաբանության մեջ այս տարրը սովորաբար անվանում են յոդ, օրինակ, «յոդի լուծույթ», համաձային հինա անվանման, որը գոյություն է ունեցել դեռևս 20-րդ դարի կեսերը

Ժամանակակից քիմիական նոմենկլատուրայում օգտագործվում է յոդ անունը։ Նույն կարգավիճակը ունի նաև մի քանի այլ լեզուներով, օրինակ, գերմաներեն՝ Jod և Iod: 1950-ական թվականներին քիմիայում J տարրը փոխորինվեց I տարրով[7].:

Բնության մեջ[խմբագրել]

Յոդ

Ազատ յոդը բնության մեջ չի հանդիպում։ Նրա միներալները (հայտնի են 8-ը) առաջանում են կենսոլորտում և հազվադեպ են։ Յոդի հիմնական աղբյուրը Համաշխարհային օվկիանոսն է (5•10-5 գ/լ)։ Յոդի պարունակությունը մեծ է նավթաբեր շրջանների ստորերկրյա ջրերում (երբեմն 100 մգ/լ և ավելի)։

Յոդը հազվագյուտ քիմիական տարր է. երկրակեղևում նրա պարունակությունը, ըստ զանգվածի, կազմում է ընդամենը 4x10-5 % (մոտ 1015 տ)։ Չնայած դրան՝ բնության մեջ յոդը հանդիպում է ամենուրեք. նույնիսկ թափանցիկ քվարցի (լեռնային բյուրեղապակի) գերմաքուր բյուրեղներում առկա են յոդի միկրոխառնուրդներ։ Յոդ կա հողում, ծովերի, լճերի ու գետերի ջրերում, բուսական բջիջներում և կենդանիների օրգանիզմներում։ Յոդ պարունակող միներալներ հանդիպում են խիստ հազվադեպ։ Այդ պատճառով էլ յոդ ստանալու համար խտացնում են այն պարունակող բնական լուծույթները, օրինակ՝ աղի լճերի ջուրը, կամ վերամշակում յոդի բնական կուտակիչները՝ ծովային ջրիմուռները։

Ծովային ջրիմուռները կուտակում են մինչև 1 %, իսկ որոշ սպունգներ՝ 8,5 % յոդ (ըստ չոր կշռի)։ Մարդու և կենդանիների համար անհրաժեշտ միկրոտարր է։ Մարդու օրգանիզմում կուտակվում է 20-50 մգ յոդի՝ հիմնականում վահանաձև գեղձում (6-15 մգ) և մկաններում (10-25 մգ): Խթանում է նյութափոխանակությանը, ակտիվացնում մկանները և սեռական ֆունկցիան։

Լեռնային, անապատային, չոր տափաստանային և ոչ սևահողային անտառային գոտիներում տարածված տեղաճարակային խպիպը հողում, բույսերում և օդում յոդի անբավարար պարունակության հետևանք է։ Այդ շրջաններում անհրաժեշտ է օգտագործել յոդի պարունակող կերակրի աղ (10-25 գխ) և պարարտանյութեր[8]։ Ծովամերձ շրջաններում 1 մ3 օդը պարունակում է մինչև 50 մկգ յոդի (հիմնականում յոդիդներ):

Ստացում[խմբագրել]

ԽՍՀՄ-ում յոդը ստանում են նավթային հորանցքերի ջրերից, որոշ երկրներում՝ ծովային ջրիմուռներից և չիլիական բորակի մայր լուծույթներից։ Նավթային ջրերը մշակում են քլորով կամ ազոտային թթվով, անջատված յոդը կլանում են ածխով կամ դուրս են մղում օդի հոսանքով։

Ածխի վրա ադսորբված յոդը լուծում են ալկալիներում կամ նատրիումի սուլֆիտում, ապա անջատում քլորի միջոցով։ Օդով դուրս մղված յոդը կլանում են ՏՕ2-ի և ջրային գոլորշու խառնուրդով, ապա օքսիդացնում քլորով։ Ստացված հում յոդը մաքրում են թորելով։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

IodoAtomico.JPG

Սովորական պայմաններում յոդը մուգ մոխրամանուշակագույն, թույլ մետաղական փայլով բյուրեղական նյութ է, խտությունը՝ 4940 կգ/մ3, հալման ջերմաստիճանը՝ 113,5 °С, եռմանը՝ 184,35 °С։ Հեշտ ցնդող է, դանդաղ տաքացնելիս սուբլիմվում է։

Մոլեկուլը երկատոմանի է՝ 12։ Վատ է լուծվում ջրում (0,33 գ/լ, 25 °С), լավ՝ օրգանական լուծիչներում, ծծմբածխածնում, յոդիդների ջրային լուծույթներում։ Յոդը ոչ մետաղ է, քիմիապես ակտիվ, միացություններում ունի -1, +1, +3, +5 կամ + 7 օքսիդացման աստիճան։ Ջրում վատ է լուծվում, իսկ որոշ օրգանական լուծիչներում (էթիլ սպիրտ, ծծմբաջրածին, CCl4)՝ լավ։

Տաքացնելիս գոլորշիանում է առանց հեղուկ վիճակի անցնելու(սուբլիմվում է), օսլայի հետ առաջացնում է կապույտ գույնի կոմպլեքս միացություն։ Յոդը մուգ մոխրամանուշակագույն, թույլ մետաղական փայլով բյուրեղական նյութ է։ Բյուրեղները գրաֆիտ են հիշեցնում և ունեն էլեկտրական հոսանք հաղորդելու հատկություն։ Սակայն, ի տարբերություն գրաֆիտի ու մետաղների մեծամասնության, պինդ յոդը ցնդող է և հեշտորեն վերածվում է գոլորշու։ Այդ երևույթը կոչվում է սուբլիմացում։ Յոդը ջրում լուծվում է դժվարությամբ, իսկ օրգանական լուծիչներում՝ հեշտությամբ։ Յոդը քիմիապես ակտիվ ոչ մետաղ է. անմիջականորեն փոխազդում է մետաղների մեծ մասի հետ, իսկ ածխածինը, ազոտը, թթվածինը, ծծումբը և սելենը յոդի հետ անմիջականորեն չեն փոխազդում։

Iodine-triphenylphosphine charge-transfer complex in dichloromethane.jpg

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Նախ Էլեկտրոնների թիվը էլեկտրոնային թաղանթ
{\scriptstyle K}
{\scriptstyle 2}
{\scriptstyle \mathrm{1s^{2}}}
{\scriptstyle L}
{\scriptstyle 8}
{\scriptstyle 2s^{2} 2p^{6}}
{\scriptstyle M}
{\scriptstyle 18}
{\scriptstyle 3s^{2} 3p^{6} 2d^{10}}
{\scriptstyle N}
{\scriptstyle 18}
{\scriptstyle 4s^{2} 4p^{6} 3d^{10}}
{\scriptstyle O}
{\scriptstyle 7}
{\scriptstyle 5s^{2} 5p^{5}}

Յոդը պատկանում է հալոգենների խմբին։

Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5:

Քիմիական ակտիվությամբ և օքսիդիչ հատկություններով զիջում է քլորին և բրոմին։ Յոդի և ջրածնի միացման ռեակցիան դարձելի է։

  • С մետաղների հետ յոդը հեշությամբ փոխազդում է, նույնիսկ ցածր ջերմաստիճանում, առաջացնելով յոդիտներ.
\mathsf{Hg + I_2 \rightarrow HgI_2}
  • С ջրածնի հետ յոդը փոխազդում է միայն տաքացման պայմաններում, առաջացնելով յոդաջրածին.
\mathsf{H_2 + I_2 \rightarrow 2HI}
  • Յոդը հանդիսանում ավելի թույլ օքսիդիչ է քան ֆտորը, քլորը, բրոմը։
\mathsf{I_2 + H_2S \rightarrow S + 2HI}
\mathsf{I_2 + 2Na_2S_2O_3 \rightarrow 2NaI + Na_2S_4O_6}

Թթվածնի, ազոտի և ածխածնի հետ անմիջականորեն չի միանում։ Հեշտությամբ միանում է բազմաթիվ ոչ մետաղների (Si, P և այլն) և մետաղների մեծ մասի հետ։ Յոդական թթուն՝ НJO3, քլորական և բրոմական թթուների համեմատ ավելի թույլ թթու է, բայց կայուն։

Նրա՝ ջրում լավ լուծվող անգույն բյուրեղները հալվում են 110 °C-ում, իսկ 195 °C-ում քայքայվում՝ առաջացնելով յոդի (V) օքսիդը՝ J2Օ5, նրա աղերը՝ յոդատները (КJO3 և այլն) ստացվում են յոդի և ալկալիների տաք լուծույթների փոխազդեցությամբ։

Պերյոդական թթուն հայտնի է հիդրատի ձևով՝ HIO4•2H2O։ Յոդի թթվածնային միացությունները օքսիդիչներ են։ Յոդի միացություններ է առաջացնում մյուս հալոգենների հետ՝ IF7, IF5, JCl3, ICl, IBr։

Հայտնի են նաև նրա այլ աղանման միացությունները՝ IClO3, ICIO4, J2(SO4)3: Միարժեք և երկարժեք մետաղների հետ յոդը առաջացնում է ջրում լուծելի իոնական յոդիդներ (Agl, Cu2I2 և Hg2I2-ը ջրում չեն լուծվում)։

\mathsf{I_2 + H_2O \rightarrow HI + HIO} pKc=15.99

Յոդը ադսորբվում է օսլայի վրա և նրան ներկում մուգ կա պույտ գույնով։ Այդ հատկությունն օգտագործում են յոդաչափության մեջ։

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Բնական յոդը բաղկացած է միայն 127I կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 117-139 զանգվածի թվերով 22 ռադիոակտիվ իզոտոպներ: 131I ռադիոակտիվ իզոտոպը տրոհում է β-մասնիկների, ինչպես նաև γ ճառագայթում ֆոտոնների հետ՝ սկսած 0.08-ից 0,723 ՄէՎ[9]:

Sample of iodine.jpg
Resublimiertes Iod in Plättchenform.jpg
յոդի բյուրեղները
Յոդի իզոտոպների բնութագիրը[10]
Զանգվածային
թիվ
Պարունակությունը
բնական խառնուրդներում,
%
Ճառագայթման
բնույթը
Կյանքի
տևողությունը
118  — ~10 րոպե
119  — β+ 18 րոպե
120  — Э.з. 1,1 ժամ
121  — β+; γ 1,5 ժամ
122  — β+ 3,5 րոպե
123  — Э.з.; γ 13 ժամ
124  — Э.з.; β+; γ 4,5 օր
125  — Э.з.; γ 60 օր
126  — Э.з.; β+; β-; γ 13 օր
127 100
128  — Э.з.; β-; γ 25 րոպե
129  — β-; γ 1,72×107 лет
130  — β-; γ 12,5 ժամ
131  — β-; γ 8,05 օր
132  — β-; γ 2,26 ժամ
133  — β-; γ 20,8 ժամ
134  — β-; γ 53 րոպե
135  — β-; γ 6,7 ժամ
136  — β-; γ 1,5 րոպե
137  — β-; n 19,3 վրկ
138  — β- 5,9 վրկ
139  — β- 2,7 վրկ

Նշանակություն[խմբագրել]

Յոդի գոլորշիները թունավոր են և գրգռում եև լորձաթաղանթը։ Յոդի և նրա լուծույթները մանրէասպան են։ Յոդի ռադիոակտիվ իզոտոպներ պարունակող թափոններով միջավայրի աղտոտումը չափազանց վտանգավոր է, հատկապես երեխաների համար։

Յոդի գոլորշիների թույլատրելի պարունակությունը օդում 0,001 մգհ է։ Յոդի բծերը լվանում են նատրիումի թիոսուլֆատի կամ սոդայի լուծույթով։ Յոդը, ինչպես և կենսական կարևորություն ունեցող մյուս տարրերը, բնության մեջ կատարում է շրջապտույտ։ Յոդի միկրոքանակները բացառիկ դեր են կատարում մարդու, կենդանիների և բույսերի կենսագործունեության մեջ։ Օրինակ՝ 1854 թվականին հաստատվել է, որ մարդու վահանագեղձի գործառույթի խանգարումը խպիպ (զոբ) հիվանդության հիմնական պատճառն է։ Յոդի օրական պահանջը մարդու օրգանիզմում 100-200 մկգ է։

Ուստի, խպիպի կանխարգելման նպատակով խմելու ջրին և կերակրի աղին ավելացվում է յոդ։ Յոդ պարունակող նյութերի բուժիչ հատկությունները ծանոթ էին մարդուն այդ տարրի բացահայտումից դեռևս 3 հզ տարի առաջ։ Յոդը պարունակվում է բոլոր հյուսվածքներում, իսկ մարդու օրգանիզմում հիմնականում արտադրվում է վահանագեղձում։ Խթանում է նյութափոխանակությունը և ակտիվացնում մկանների աշխատանքը։

Բժշկության մեջ[խմբագրել]
ExAntiseptic.jpg

Յոդը և նրա միացություններն օգտագործվում են հիմնականում բժշկության մեջ, որպես հակասնկային, հակաբորբոքային և ցավը մեղմացնող միջոցներ։ Նրանով ախտահանում են վերքերը և վիրահատման դաշտը։ Յոդի միացությունների ներս ընդունումն ազդում է նյութափոխանակության վրա և ուժեղացնում վահանագեղձի ֆունկցիան։ Հիվանդության ախտորոշման համար օգտագործում են յոդ պարունակող նյութեր և յոդի արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներ՝ 125I, որոնք կուտակվում են վահանաձև գեղձում։ Յոդի P-ճառագայթող իզոտոպները բուժիչ են։

Յոդային դեղամիջոցների երկարատև ընդունումը կարող է առաջացնել յոդիզմ՝ հարբուխ, եղնջատենդ, արցունքահոսություն, ցան և այլն։ Յոդօրգանական միացություններն օգտագործվում են օրգանական սինթեզում, արծաթի և կալիումի յոդիդները՝ լուսազգայուն թաղանթներ պատրաստելիս։

Յոդն օգտագործում են նաև երկրաբաններն ու բուսաբանները, քիմիկոսներն ու մետաղագործները։ Այն առաջացնում է բազմաթիվ յոդօրգանական միացություններ, որոնք մտնում են որոշ ներկանյութերի բաղադրության մեջ։ Յոդի միացությունները կիրառվում են լուսանկարչության և կինոարդյունաբերության մեջ։

Որպես կատալիզորդ՝ յոդն օգտագործվում է արհեստական կաուչուկների արտադրության մեջ. նրա օգնությամբ են ստանում այնպիսի գերմաքուր նյութեր, ինչպիսիք են գերմաքուր սիլիցիումը, տիտանը, հաֆնիումը և ցիրկոնիումը։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 251. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. WebElements Periodic Table of the Elements | Iodine | crystal structures
  4. Такое написание терրոպեа зафиксировано в химической номенклатуре, БСЭ и БРЭ.
  5. Йод // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  6. Такое написание терրոպեа зафиксировано в химической номенклатуре, БСЭ и БРЭ.
  7. Леенсон И. А. Иод или йод? // Химия и жизнь — XXI век. — 2008. — № 12. — С. 58—59. — ISSN 1727-5903.
  8. http://chls.web-box.ru/novosti/pochemu-roshal-protiv-joda
  9. «WWW Table of Radioactive Isotopes» (en)։ Արխիվացված օրիգինալից 2011-08-22-ին։ http://www.webcitation.org/618QdjCzg։ Վերցված է 2011-03-27։ 
  10. Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]