碘（Iodine），非金屬元素，元素符號I，元素周期表53號元素，在化學元素周期表中位于第5周期，系ⅦA族，鹵族元素之一。1811年法國藥劑師庫特瓦首次發(fā)現單質碘。單質碘呈紫黑色晶體，易升華，升華后易凝華，有毒性和腐蝕性。單質碘遇淀粉會變藍紫色。主要用于制藥物、染料、碘酒、試紙和碘化合物等。

碘是人體的必需微量元素之一，健康成人體內的碘的總量為30毫克（20~50毫克），國家規(guī)定在食鹽中添加碘的標準為20-30毫克/千克。

2021年，碘動力航天器首次完成在軌測試。

碘，是人體必需的微量元素之一。原子序數為53，為鹵族元素，是甲狀腺激素的組成成分，并通過甲狀腺激素發(fā)揮不同生理功能，主要包括：促進生長發(fā)育、參與腦發(fā)育、調節(jié)新陳代謝等

碘在自然界中以能溶于水的形式存在。在自然界含量稀少，除在海水中含量較高海帶、海魚、和貝類等動植物含碘較高（每升海水含50-60微克）以外，在大部分土壤、巖石、水中的含量都很低微。

碘在自然界中含量稀少，在地殼的含量位居第47位。除在海水中含量較高（每升海水含50～60微克）以外，在大部分土壤、巖石、水中的含量都很低。?[2]?

自然界中的碘來源主要是以碘酸鈉NaIO3的形式存在于智利硝石礦中，在海水中碘的含量很少，但海洋中的某些生物（如海藻、海帶等）具有選擇性吸收和富集碘的能力，是碘的一個重要來源。

物理性質

碘是一種紫黑色有光澤的片狀晶體，原子序數53，自然界存在的同位素是74個中子的碘-127。碘具有較高的蒸氣壓，在微熱下即升華，純碘蒸氣呈深藍色，若含有空氣則呈紫紅色，并有刺激性氣味。碘易溶于許多有機溶劑中，例如氯仿（CHCl3）、四氯化碳（CCl4）。碘在乙醇和乙醚中生成的溶液顯棕色。碘在介電常數較小的溶劑（如二硫化碳、四氯化碳）中生成紫色溶液，在這些溶液中碘以分子狀態(tài)存在。碘在水中的溶解度雖然很小，但在碘化鉀KI或其他碘化物溶液中溶解度卻明顯增大。

化學性質

碘的化學性質不如同族元素F2、Cl2、Br2活潑，但在化學反應中它也可以表現出由-1到+7的多種氧化態(tài)，它的化學性質可以概括為以下幾個方面。

碘能溶于碘化物中是因為I2與碘離子生成了錯離子

在這個平衡中，溶液里總有單質碘的存在，因此許多碘化鉀溶液的性質與碘溶液相同。碘分子會與淀粉生成藍黑色絡合物，但碘離子I?則否。

碘與金屬的反應：

一般能與氯單質反應的金屬（除了貴金屬）同樣也能與碘反應，只是反應活性不如氯單質。例如碘單質常溫下可以和活潑的金屬直接作用，與其他金屬的反應需要在較高的溫度下才能發(fā)生。I2?+ 2Na→ 2NaI。

碘與非金屬的反應：

一般能與氯單質反應的非金屬同樣也能與碘的單質反應，由于碘單質的氧化能力較弱，反應活性不如氯，所以需要在較高的溫度下才能發(fā)生反應。例如它與磷作用，只生成三碘化磷： 3I2?+ 2P → 2PI3。

碘與水的反應：

(1)鹵素與水的反應類型：在水中會發(fā)生自身氧化還原反應。

(2)碘與水的反應：碘在水中的溶解度最小，僅微溶于水，溶解度是0.029g/100g水。I2與水不能發(fā)生像F2與水發(fā)生的氧化還原反應。將氧氣通入碘化氫溶液內會有碘析出：

4HI + O2?→ 2I2?+ 2H2O

I2在堿性條件下，I2可以發(fā)生自身氧化還原反應，生成碘酸根與碘離子：

3I2?+ 6OH-?→ 5I-?+ IO3-+ 3H2O

這是由于溶液中不存在次碘酸根IO-。在任何溫度下，IO-都迅速發(fā)生自身氧化還原反應生成I-和IO3-。

作用與用途

碘對動植物的生命是極其重要的。海水里的碘化物和碘酸鹽進入大多數海生物的新陳代謝中。在高級哺乳動物中，碘以碘化氨基酸的形式集中在甲狀腺內，缺乏碘會引起甲狀腺腫大。約2/3的碘及化合物用來制備防腐劑、消毒劑和藥物，如碘酊和碘仿CHI3。碘酸鈉作為食品添加劑補充碘攝入量不足。放射性同位素碘-131用于放射性治療和放射性示蹤技術。碘還可用于制造染料和攝影膠片。?[3]?

碘及其相關化合物主要用于醫(yī)藥、照相及染料。它還可作為示蹤劑，進行系統的監(jiān)測，例如用于地熱系統監(jiān)測。碘化銀（AgI）除用作照相底片的感光劑外，還可作人工降雨時造云的晶種。I2和KI的酒精溶液即碘酒，是常用的消毒劑；碘仿（CHI3）用作防腐劑。

標定硫代硫酸鈉標準溶液。測定油脂的碘值。鎂及乙酸鹽的顯色反應。制造碘烷及碘化物等。淀粉的比色測定。測定血清中非蛋白氮、淀粉酶。制備固紫和甲苯胺藍碘溶液、催化劑、消毒劑。

含碘制劑如碘酊、復方碘溶液、碘喉片、碘甘油等為醫(yī)療中應用較廣的藥物，碘酊是家庭中常備的消毒藥品。

2021年11月18日，英國《自然》雜志發(fā)表的一項工程學研究指出，在電推進系統中使用碘而不是更貴也更難儲存的氙氣，或能提升航天器的性能。碘動力航天器首次完成在軌測試，加快航天業(yè)對替代推進劑的接納。?[5]?

生理功能

碘與人類的健康息息相關。成年人體內含有20-50mg的碘，碘是維持人體甲狀腺正常功能所必需的元素。當人體缺碘時就會患甲狀腺腫。因此碘化物可以防止和治療甲狀腺腫大。多食海帶、海魚等含碘豐富的食品，對于防治甲狀腺腫大也很有效。碘的放射性同位素I可用于甲狀腺腫瘤的早期診斷和治療。

碘是人體的必需微量元素之一，有“智力元素”之稱。健康成人體內的碘的總量約為30mg（20~50mg），其中70%~80%存在于甲狀腺。

碘可以：

1．促進生物氧化，甲狀腺素能促進三羧酸循環(huán)中的生物氧化，協調生物氧化和磷酸化的偶聯、調節(jié)能量轉換。

2．調節(jié)蛋白質合成和分解，當蛋白質攝入不足時，甲狀腺素有促進蛋白質合成作用；當蛋白質攝入充足時，甲狀腺素可促進蛋白質分解。

3．促進糖和脂肪代謝，甲狀腺素能加速糖的吸收利用，促進糖原和脂肪分解氧化，調節(jié)血清膽固醇和磷脂濃度等等。

4．調節(jié)水鹽代謝，甲狀腺素可促進組織中水鹽進入血液并從腎臟排出，缺乏時可引起組織內水鹽潴留，在組織間隙出現含有大量粘蛋白的組織液，發(fā)生粘液性水腫。

5．促進維生素的吸收利用，甲狀腺素可促進煙酸的吸收利用，胡蘿卜素轉化為維生素A過程及核黃素合成核黃素腺嘌呤二核苷酸等。

6．增強酶的活力，甲狀腺素能活化體內100多種酶，如細胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系、堿性磷酸酶等，在物質代謝中起作用。

7．促進生長發(fā)育，甲狀腺素促進骨骼的發(fā)育和蛋白質合成，維護中樞神經系統的正常結構。

值得注意的是，人體攝入過多的碘也是有害的，日常飲食碘過量同樣會引起“甲亢”。是否需要在正常膳食之外特意“補碘”，要經過正規(guī)體檢，聽取醫(yī)生的建議，切不可盲目“補碘”。

食用鹽

人們主要從飲水、糧食、蔬菜和周圍環(huán)境中獲取碘。如果飲水、糧食和周圍環(huán)境中缺乏碘，長期生活在那里的人們就會因碘的攝人不足而產生碘缺乏病；缺碘地區(qū)不僅僅是內陸、山區(qū)、地高坡陡和地下水位高的地區(qū)。

實踐的結果表明，面對幅員廣大的缺碘地域和龐大的防治對象，實施食鹽加碘是最為經濟有效、簡便易行的預防碘缺乏病的方法。鹽是人們生活中的必需品，在食鹽中加碘，可以通過一日三餐補碘，既方便，又能保證人們終身攝入足夠量的碘。

碘鹽的色、味均與普通的食鹽完全相同；盡管各人的口味不同，鹽的用量不同，但食用碘鹽都是安全的。因為食鹽含碘量與一般海產品含碘量相似。碘鹽要堅持長年食用，在缺碘的地區(qū)，如果連續(xù)3至6個月不食用碘鹽，就會產生缺碘的危害。很多海產品如海帶、海魚、海蝦和海菜中也富含碘，經常食用也有補碘的作用。

在各類補碘的措施中，食用碘鹽是最為經濟實惠的群防群治措施。雖然碘是智力元素，但過多食用碘并不能增進人的健康和提高智力水平，反而有害。人體每日都需要碘，但只是微量的。

利用碘在有機溶劑中的易溶性，可以把它從溶液中分離出來。

可從海藻、油井鹽水和硝石生產的母液中提取碘。將含有0.001%～0.01%碘化物水溶液，用硫酸酸化至pH2.3～2.5,然后用氯氣或亞硝酸鈉氧化碘化物為碘，用活性炭吸附碘至飽和，再用氫氧化鈉將碘溶解，生成碘化鈉和碘酸鈉溶液，再通入氯氣得到碘。?[3]?

碘的制備一般有兩種方法：

(1)由I-?制備I2：

I-?具有較強的還原性，很多氧化劑如Cl2、Br2、MnO2等在酸性溶液中都能將碘離子氧化成碘單質：

Cl2?+ 2NaI → 2NaCl + I2

2NaI + 3H2SO4?+ MnO2?→ 2NaHSO4?+ MnSO4?+ I2?+ 2H2O

第二個方程式是自海藻灰中提取碘的主要反應，析出的碘可用有機溶劑來萃取分離。在上述反應中，要避免使用過量的氧化劑，以免單質碘進一步被氧化為高價碘的化合物：

I2?+ 5Cl2?+ 6H2O → 2IO3-+ 10Cl-?+ 12H+

(2) IO3-的還原：

大量碘的制取來源于自然界的碘酸鈉，用還原劑亞硫酸氫鈉NaHSO3使IO3-離子還原為單質碘：

2IO3-+ 5HSO3-→ 3HSO4-+ 2SO42-+ H2O + I2

實際上，上述反應是先用適量的NaHSO3將碘酸鹽還原成碘化物：

IO3-+ 3HSO3-→ I-?+ 3SO42-+ 3H+

將所得的酸性碘化物溶液與適量的碘酸鹽溶液作用，使碘析出：

IO3-+ 5I-?+ 6H+?→ 3I2?+ 3H2O