碘:變色大王花樣多

在化學界,有一個有趣的家族。它的所有成員都是典型的非金屬元素,原子的最外層都有7個電子。因此,它們的化學性質比較活潑,能和大部分金屬和非金屬產生化學反應。這個家族就是鹵族元素。

美麗的碘

在鹵族元素中,最小、最調皮的非氟莫屬了。而且,氟的單質氟氣是有劇毒的,就連金都會被它腐蝕。氯是鹵族元素中的老三,同樣的,它的單質也有毒,是最早被使用在戰爭中的化學武器。溴是理所當然的老二,常溫時,它總是以液體的樣子存在。它也是有毒的,千萬不能讓它接觸到皮膚,否則會有強烈的灼痛感。在鹵族元素中,碘是大家公認的老大。它總是一副好脾氣的樣子,溫柔隨和。常溫時,碘是紫黑色的晶體。它還有一項獨門絕技——升華,常常在人們的眼皮底下玩失蹤。需要注意的是,碘蒸氣也是有一定毒性的。我們今天的主角就是碘。

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關於碘的發現,還有一個小故事呢。1818年,法國化學家庫爾圖瓦在實驗中發現一股美麗的紫色氣體。當這股紫色氣體冉冉上升的過程中,遇到冷的物體會馬上凝結成紫黑色晶體。這其實是碘蒸氣的凝華現象,而那耀眼的紫黑色晶體,就是單質碘。

碘酒

碘最著名的本領要數變色了,有「變色大王」的美稱。碘的晶體溶於水後會變成黃棕色,溶於乙酸乙酯或者苯中會變成紫紅色。如果把碘和澱粉放在一起,當條件不同時,它又會反應生成各種化合物,呈現出藍色、紫色、紅色、黑色、黃色等各種顏色。因為碘是個大個子,電荷重心不太穩定,所以它生成的化合物重心也各不相同,呈現出各種各樣的顏色也就不足為奇了。

我們可以觀賞下碘的變色表演:滴幾滴碘酒在白色的列印紙上,我們看到,紙上存在棕色的碘酒漬。過1~2分鐘再看,棕色慢慢變成灰色或黑色。把這張列印紙放在燙手的不鏽鋼鍋蓋上加熱,當一些水分被去除時,黑色會慢慢變成較淺的棕色。再把列印紙冷卻到室溫,用嘴巴對著紙哈氣,淺棕色又會變成灰色或灰黑色。這時,如果把列印紙浸泡在一碗清水裡,灰黑色慢慢變成了藍色。

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上面提到的變色過程多數都是化學變化:比如,關於第一次變色,可以運用對比的方法。把幾滴碘酒分別滴到列印紙和玻璃板上,玻璃板上的棕色碘酒將會逐漸變淺,直到最後消失。這表明,列印紙上的變黑現象和碘酒中的酒精揮發沒有關係,而是發生了化學變化,並且產生了新物質。

單質碘

碘的變色本領,和它的個子大,以及原子核外的電子個數和排列方式有極大的關係。這個變色大王,在日常生活中幫助我們做了很多事,也是科學家做實驗時候的得力助手哦。

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