碘（Iodine），非金属元素，元素符号I，元素周期表53号元素，在化学元素周期表中位于第5周期，系ⅦA族，卤族元素之一。1811年法国药剂师库特瓦首次发现单质碘。单质碘呈紫黑色晶体，易升华，升华后易凝华，有毒性和腐蚀性。单质碘遇淀粉会变蓝紫色。主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。

碘是人体的必需微量元素之一，健康成人体内的碘的总量为30毫克（20~50毫克），国家规定在食盐中添加碘的标准为20-30毫克/千克。

2021年，碘动力航天器首次完成在轨测试。

碘，是人体必需的微量元素之一。原子序数为53，为卤族元素，是甲状腺激素的组成成分，并通过甲状腺激素发挥不同生理功能，主要包括：促进生长发育、参与脑发育、调节新陈代谢等

碘在自然界中以能溶于水的形式存在。在自然界含量稀少，除在海水中含量较高海带、海鱼、和贝类等动植物含碘较高（每升海水含50-60微克）以外，在大部分土壤、岩石、水中的含量都很低微。

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

自然界中的碘来源主要是以碘酸钠NaIO3的形式存在于智利硝石矿中，在海水中碘的含量很少，但海洋中的某些生物（如海藻、海带等）具有选择性吸收和富集碘的能力，是碘的一个重要来源。

物理性质

碘是一种紫黑色有光泽的片状晶体，原子序数53，自然界存在的同位素是74个中子的碘-127。碘具有较高的蒸气压，在微热下即升华，纯碘蒸气呈深蓝色，若含有空气则呈紫红色，并有刺激性气味。碘易溶于许多有机溶剂中，例如氯仿（CHCl3）、四氯化碳（CCl4）。碘在乙醇和乙醚中生成的溶液显棕色。碘在介电常数较小的溶剂（如二硫化碳、四氯化碳）中生成紫色溶液，在这些溶液中碘以分子状态存在。碘在水中的溶解度虽然很小，但在碘化钾KI或其他碘化物溶液中溶解度却明显增大。

化学性质

碘的化学性质不如同族元素F2、Cl2、Br2活泼，但在化学反应中它也可以表现出由-1到+7的多种氧化态，它的化学性质可以概括为以下几个方面。

碘能溶于碘化物中是因为I2与碘离子生成了错离子

在这个平衡中，溶液里总有单质碘的存在，因此许多碘化钾溶液的性质与碘溶液相同。碘分子会与淀粉生成蓝黑色络合物，但碘离子I⁻则否。

碘与金属的反应：

一般能与氯单质反应的金属（除了贵金属）同样也能与碘反应，只是反应活性不如氯单质。例如碘单质常温下可以和活泼的金属直接作用，与其他金属的反应需要在较高的温度下才能发生。I2 + 2Na→ 2NaI。

碘与非金属的反应：

一般能与氯单质反应的非金属同样也能与碘的单质反应，由于碘单质的氧化能力较弱，反应活性不如氯，所以需要在较高的温度下才能发生反应。例如它与磷作用，只生成三碘化磷： 3I2 + 2P → 2PI3。

碘与水的反应：

(1)卤素与水的反应类型：在水中会发生自身氧化还原反应。

(2)碘与水的反应：碘在水中的溶解度最小，仅微溶于水，溶解度是0.029g/100g水。I2与水不能发生像F2与水发生的氧化还原反应。将氧气通入碘化氢溶液内会有碘析出：

4HI + O2 → 2I2 + 2H2O

I2在碱性条件下，I2可以发生自身氧化还原反应，生成碘酸根与碘离子：

3I2 + 6OH- → 5I- + IO3-+ 3H2O

这是由于溶液中不存在次碘酸根IO-。在任何温度下，IO-都迅速发生自身氧化还原反应生成I-和IO3-。

作用与用途

碘对动植物的生命是极其重要的。海水里的碘化物和碘酸盐进入大多数海生物的新陈代谢中。在高级哺乳动物中，碘以碘化氨基酸的形式集中在甲状腺内，缺乏碘会引起甲状腺肿大。约2/3的碘及化合物用来制备防腐剂、消毒剂和药物，如碘酊和碘仿CHI3。碘酸钠作为食品添加剂补充碘摄入量不足。放射性同位素碘-131用于放射性治疗和放射性示踪技术。碘还可用于制造染料和摄影胶片。 [3] 

碘及其相关化合物主要用于医药、照相及染料。它还可作为示踪剂，进行系统的监测，例如用于地热系统监测。碘化银（AgI）除用作照相底片的感光剂外，还可作人工降雨时造云的晶种。I2和KI的酒精溶液即碘酒，是常用的消毒剂；碘仿（CHI3）用作防腐剂。

标定硫代硫酸钠标准溶液。测定油脂的碘值。镁及乙酸盐的显色反应。制造碘烷及碘化物等。淀粉的比色测定。测定血清中非蛋白氮、淀粉酶。制备固紫和甲苯胺蓝碘溶液、催化剂、消毒剂。

含碘制剂如碘酊、复方碘溶液、碘喉片、碘甘油等为医疗中应用较广的药物，碘酊是家庭中常备的消毒药品。

2021年11月18日，英国《自然》杂志发表的一项工程学研究指出，在电推进系统中使用碘而不是更贵也更难储存的氙气，或能提升航天器的性能。碘动力航天器首次完成在轨测试，加快航天业对替代推进剂的接纳。 [5] 

生理功能

碘与人类的健康息息相关。成年人体内含有20-50mg的碘，碘是维持人体甲状腺正常功能所必需的元素。当人体缺碘时就会患甲状腺肿。因此碘化物可以防止和治疗甲状腺肿大。多食海带、海鱼等含碘丰富的食品，对于防治甲状腺肿大也很有效。碘的放射性同位素I可用于甲状腺肿瘤的早期诊断和治疗。

碘是人体的必需微量元素之一，有“智力元素”之称。健康成人体内的碘的总量约为30mg（20~50mg），其中70%~80%存在于甲状腺。

碘可以：

1．促进生物氧化，甲状腺素能促进三羧酸循环中的生物氧化，协调生物氧化和磷酸化的偶联、调节能量转换。

2．调节蛋白质合成和分解，当蛋白质摄入不足时，甲状腺素有促进蛋白质合成作用；当蛋白质摄入充足时，甲状腺素可促进蛋白质分解。

3．促进糖和脂肪代谢，甲状腺素能加速糖的吸收利用，促进糖原和脂肪分解氧化，调节血清胆固醇和磷脂浓度等等。

4．调节水盐代谢，甲状腺素可促进组织中水盐进入血液并从肾脏排出，缺乏时可引起组织内水盐潴留，在组织间隙出现含有大量粘蛋白的组织液，发生粘液性水肿。

5．促进维生素的吸收利用，甲状腺素可促进烟酸的吸收利用，胡萝卜素转化为维生素A过程及核黄素合成核黄素腺嘌呤二核苷酸等。

6．增强酶的活力，甲状腺素能活化体内100多种酶，如细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系、碱性磷酸酶等，在物质代谢中起作用。

7．促进生长发育，甲状腺素促进骨骼的发育和蛋白质合成，维护中枢神经系统的正常结构。

值得注意的是，人体摄入过多的碘也是有害的，日常饮食碘过量同样会引起“甲亢”。是否需要在正常膳食之外特意“补碘”，要经过正规体检，听取医生的建议，切不可盲目“补碘”。

食用盐

人们主要从饮水、粮食、蔬菜和周围环境中获取碘。如果饮水、粮食和周围环境中缺乏碘，长期生活在那里的人们就会因碘的摄人不足而产生碘缺乏病；缺碘地区不仅仅是内陆、山区、地高坡陡和地下水位高的地区。

实践的结果表明，面对幅员广大的缺碘地域和庞大的防治对象，实施食盐加碘是最为经济有效、简便易行的预防碘缺乏病的方法。盐是人们生活中的必需品，在食盐中加碘，可以通过一日三餐补碘，既方便，又能保证人们终身摄入足够量的碘。

碘盐的色、味均与普通的食盐完全相同；尽管各人的口味不同，盐的用量不同，但食用碘盐都是安全的。因为食盐含碘量与一般海产品含碘量相似。碘盐要坚持长年食用，在缺碘的地区，如果连续3至6个月不食用碘盐，就会产生缺碘的危害。很多海产品如海带、海鱼、海虾和海菜中也富含碘，经常食用也有补碘的作用。

在各类补碘的措施中，食用碘盐是最为经济实惠的群防群治措施。虽然碘是智力元素，但过多食用碘并不能增进人的健康和提高智力水平，反而有害。人体每日都需要碘，但只是微量的。

利用碘在有机溶剂中的易溶性，可以把它从溶液中分离出来。

可从海藻、油井盐水和硝石生产的母液中提取碘。将含有0.001%～0.01%碘化物水溶液，用硫酸酸化至pH2.3～2.5,然后用氯气或亚硝酸钠氧化碘化物为碘，用活性炭吸附碘至饱和，再用氢氧化钠将碘溶解，生成碘化钠和碘酸钠溶液，再通入氯气得到碘。 [3] 

碘的制备一般有两种方法：

(1)由I- 制备I2：

I- 具有较强的还原性，很多氧化剂如Cl2、Br2、MnO2等在酸性溶液中都能将碘离子氧化成碘单质：

Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2

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

第二个方程式是自海藻灰中提取碘的主要反应，析出的碘可用有机溶剂来萃取分离。在上述反应中，要避免使用过量的氧化剂，以免单质碘进一步被氧化为高价碘的化合物：

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

(2) IO3-的还原：

大量碘的制取来源于自然界的碘酸钠，用还原剂亚硫酸氢钠NaHSO3使IO3-离子还原为单质碘：

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

实际上，上述反应是先用适量的NaHSO3将碘酸盐还原成碘化物：

IO3-+ 3HSO3-→ I- + 3SO42-+ 3H+

将所得的酸性碘化物溶液与适量的碘酸盐溶液作用，使碘析出：

IO3-+ 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O