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碘:变色大王花样多

2017-11-13 08:49  来源: 科普中国-科学原理一点通

在化学界,有一个有趣的家族。它的所有成员都是典型的非金属元素,原子的最外层都有7个电子。因此,它们的化学性质比较活泼,能和大部分金属和非金属产生化学反应。这个家族就是卤族元素。

 

美丽的碘

 

在卤族元素中,最小、最调皮的非氟莫属了。而且,氟的单质氟气是有剧毒的,就连金都会被它腐蚀。氯是卤族元素中的老三,同样的,它的单质也有毒,是最早被使用在战争中的化学武器。溴是理所当然的老二,常温时,它总是以液体的样子存在。它也是有毒的,千万不能让它接触到皮肤,否则会有强烈的灼痛感。在卤族元素中,碘是大家公认的老大。它总是一副好脾气的样子,温柔随和。常温时,碘是紫黑色的晶体。它还有一项独门绝技——升华,常常在人们的眼皮底下玩失踪。需要注意的是,碘蒸气也是有一定毒性的。我们今天的主角就是碘。

关于碘的发现,还有一个小故事呢。1818年,法国化学家库尔图瓦在实验中发现一股美丽的紫色气体。当这股紫色气体冉冉上升的过程中,遇到冷的物体会马上凝结成紫黑色晶体。这其实是碘蒸气的凝华现象,而那耀眼的紫黑色晶体,就是单质碘。

 

碘酒

 

碘最著名的本领要数变色了,有“变色大王”的美称。碘的晶体溶于水后会变成黄棕色,溶于乙酸乙酯或者苯中会变成紫红色。如果把碘和淀粉放在一起,当条件不同时,它又会反应生成各种化合物,呈现出蓝色、紫色、红色、黑色、黄色等各种颜色。因为碘是个大个子,电荷重心不太稳定,所以它生成的化合物重心也各不相同,呈现出各种各样的颜色也就不足为奇了。

我们可以观赏下碘的变色表演:滴几滴碘酒在白色的打印纸上,我们看到,纸上存在棕色的碘酒渍。过1~2分钟再看,棕色慢慢变成灰色或黑色。把这张打印纸放在烫手的不锈钢锅盖上加热,当一些水分被去除时,黑色会慢慢变成较浅的棕色。再把打印纸冷却到室温,用嘴巴对着纸哈气,浅棕色又会变成灰色或灰黑色。这时,如果把打印纸浸泡在一碗清水里,灰黑色慢慢变成了蓝色。

上面提到的变色过程多数都是化学变化:比如,关于第一次变色,可以运用对比的方法。把几滴碘酒分别滴到打印纸和玻璃板上,玻璃板上的棕色碘酒将会逐渐变浅,直到最后消失。这表明,打印纸上的变黑现象和碘酒中的酒精挥发没有关系,而是发生了化学变化,并且产生了新物质。

 

单质碘

 

碘的变色本领,和它的个子大,以及原子核外的电子个数和排列方式有极大的关系。这个变色大王,在日常生活中帮助我们做了很多事,也是科学家做实验时候的得力助手哦。

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]