单质碘

   碘是一种紫黑色有光泽的片状晶体,具有高的蒸气压,在微热下即升华。纯碘蒸气呈深兰色,若含有空气则呈紫红色。

   碘在水中溶解度极小,但易溶于碘化物溶液(如碘化钾)中,这主要是由于形成溶解度很大的I3-离子的缘故。
   碘在有机溶剂如乙醇、四氯化碳、乙醚、苯、氯仿、二硫化碳等中的溶解度比在水中的溶解度大得多,并呈现一定的颜色。碘在极性有机溶剂(如乙醇、乙醚)和不饱和烃(如苯)中形成溶剂化物,呈现出棕色或棕红色,而在非极性溶剂(如四氯化碳、二硫化碳)或极性很弱的溶剂(如氯仿)中不形成溶剂化物,溶解的碘以分子状态存在,其溶液呈现与碘蒸气相同的紫色。当然,颜色的深浅还和溶解的量有关。

   碘的化学性质不如同族的F,Cl,Br活泼,但在化学反应中表现出由-1到+7的多种氧化态。

(1)与金属的反应

   一般能与氯单质反应的金属(除贵金属外)同样也能与碘反应,只是反应活性不如氯和溴:

        I2 + 2Na 2NaI

        I2 + Mg MgI2

(2)与非金属的反应

    一般能与氯单质反应的非金属也能与碘反应。因碘单质的氧化能力较弱,反应活性不如氯和溴,所以需在较高温度下才能反应。

        3I2 + 2P 2PI3

        I2 + H2 2HI

(3)与水的反应

   碘在水中溶解度最小,仅微溶于水,溶解度为0.029g/(100g水)。

   I2与水不能反应生成HI和O2,但其逆反应则很易进行:

        2H+ + 2I- + 1/2O2 I2 + H2O

   I2与水按下式进行:

        I2 + H2O H+ + I- + HIO

   碘在冷的碱性溶液中能迅速发生如下式的歧化反应:
          3I2 + 6OH- 2I- + IO3- + 3H2O

这是由于溶液中不存在IO-,在任何温度下,IO-都能迅速歧化为I-和IO3-

        3IO- 2I- + IO3-

 

碘化氢和氢碘酸

   参见卤素元素的通性一节中有关卤化氢和氢卤酸的内容。

 

碘的氧化物

   碘的氧化物有I2O4、I4O9、I2O5等。I2O5具有代表性。将HIO3热至473K即得到I2O5

        2HIO3 I2O5 + H2O
   I2O5是白色粉状固体,可用作氧化剂使H2S、CO、HCl等氧化,343K时能将CO定量地转变为CO2

        I2O5 + 5CO 5CO2 + I2
故被用于定量测定CO。

 

碘酸及其盐

   碘酸HIO3比氯酸和溴酸都稳定,是一种白色固体。它受热时分解为I2和O2

        2HIO3 I2O5 + H2O

        4HIO3 2I2 + 5O2 + 2H2O

   碘酸是中强酸,它的浓溶液是强氧化剂,但氧化性不如溴酸和氯酸,所以单质碘能从溴酸盐或氯酸盐的酸性溶液中置换出单质溴和氯:

        2BrO3- + 2H+ + I2 2HIO3 + Br2
        2ClO3- + 2H+ + I2 2HIO3 + Cl2

   在酸性介质中,碘酸盐能氧化碘离子生成单质碘:
        IO3- + 5I- + 6H+ 3I2 + 3H2O

 

高碘酸及其盐

   高碘酸和高碘酸盐有一系列不同的组成,其中以正高碘酸(H5IO6)和偏高碘酸(HIO4)最为重要。H5IO6是无色晶体,熔融时分解为HIO3
        2H5IO6 2HIO3 + O2 + 4H2O
   在真空中加热时H5IO6逐渐失水生成偏高碘酸:

   高碘酸是强氧化剂,一般反应平稳而且迅速,在酸性介质中能使Mn2+氧化为MnO4-
        2Mn2+ + 5H5IO6 2MnO4- + 5IO3- + 11H+ + 7H2O
   高碘酸在强酸性溶液中主要以H5IO6形式存在,它表现为五元弱酸(K1=5.1×10-4,K2=4.9×10-9,K3=2.5×10-15),它的二取代,三取代和五取代盐均已制得.无论是正盐还是酸式盐都共同存在IO65-八面体结构.