Что представляет собой йод? Молярная масса данного элемента составляет 127 г/моль. Рассмотрим основные характеристики этого галогена, его значимость для живых организмов.
Введение
Начнем с того, что галоген открыл в начале девятнадцатого века французский химик Куртуа. Где располагается в периодической системе Менделеева йод? Молярная масса данного элемента была указана выше, а его порядковый номер – 53. Он относится к галогенам, находится в VIIA подгруппе. В естественных условиях он существует в виде стабильного атома, кроме того, были синтезированы радиоактивные изотопы йода.
Строение атома
Йод, молярная масса которого равна 127 г/моль, на внешнем энергетическом уровне содержит семь валентных электронов. К тому же у него есть вакантная d-орбиталь. В разнообразных соединениях он проявляет нечетные степени окисления. Значительная молярная масса йода, большой атомный радиус, несущественная величина энергии ионизации позволяют такому элементу не только проявлять свойства акцептора, но и становиться в некоторых химических взаимодействиях донором электронов.
Физические свойства
Поскольку молярная масса йода 2 - 254 г/моль, точнее, его молекулы, данное вещество при комнатной температуре является фиолетово-черным кристаллическим веществом, обладающим металлическим блеском. Его кристаллы являются двухатомными молекулами, образуемыми благодаря межмолекулярному взаимодействию Ван-дер-Ваальса.
Йод, молярная масса молекулы которого составляет 254 г/моль, при нагревании до 183 °С возгоняется, формируя пары фиолетового цвета. Это вещество плохо растворяется в воде. При повышении температуры этот показатель возрастает. Йод, молярная масса которого считается достаточно большой величиной, в растворе иодида образует комплексное соединение. Его атом имеет быстро поляризуемую электронную оболочку. Катионы многих элементов способны попадать в электронную оболочку атома, приводя к его деформации. Именно поэтому допускается существование положительно поляризованного атома йода, появляется цветность, высокая физиологическая активность соединений йода.
Химические свойства
Молярная масса йода объясняет его невысокую химическую активность. Он не вступает во взаимодействие с большинством металлов, инертными газами, углеродом, азотом. С металлами он образует йодиды, обладающие ионной связью.
Насыщенные органические вещества не вступают во взаимодействие с йодом, поскольку энергия связи С-Н превышает показатель между углеродом и йодом.
Биологическое значение
Для чего необходим организму человека йод? Молярная масса и химические свойства рассмотрены выше, теперь остановимся на его физиологических характеристиках. Он относится к важнейшим микроэлементам, которые принимают участие в обменных процессах. В организме взрослого человека находится около 30 мг йода, причем порядка 10 мг располагается в щитовидке. В организме данный элемент находится в виде йодидов, органических соединений (белка тиреглобулина), йодированных аминокислот.
Молярная масса эквивалента йода равна 127, ею пользуются при проведении количественных расчетов.
Функциональное значение
В качестве основного источника данного элемента для человека выступает растительная пища. Из кишечника этот галоген поступает в кровь, затем захватывается щитовидной железой. Почки отвечают за выведение йода из организма.
В щитовидной железе есть специальные ферментативные системы, которые осуществляют превращение йода из неактивной биологической формы в активное состояние.
Особенности превращений
На внешней поверхности клеточной мембраны происходит окисление йодид-оксидазой его до гипойодита, именно он попадает внутрь организма через клеточную мембрану.
Внутри клетки он восстанавливается, благодаря действию фермента йод-редуктазы до иодида. Именно он является активным участником процесса биосинтеза тиреоидных гормонов.
Гипотезы синтеза тироксина и трийодтиронина
В настоящее время существует две основные версии по поводу данного превращения. Согласно одной из гипотез, под действием фермента к молекуле тиреоглобулина прикрепляется йод (молярная масса и свойства указаны ранее).
Далее образующаяся молекула разлагается с образованием тироксина, а также иных йодсодержащих продуктов.
Вторая версия состоит в том, что идет йодирование тирозина, потом синтез тиреглобулина. Допускается возможность существования ступенчатого биосинтеза тироксина. На первом этапе йодируется молекула тирозина, образуется дийодтирозин. На второй стадии происходит их ферментативная конденсация с выделением аланина.
В циркуляционной крови содержится около 70 процентов йода в составе органических соединений, остальные имеют форму йодид-иона.
Для здорового человека предполагается низкая концентрация тиреоидных свободных гормонов в плазме крови. Большая часть йодсодержащих органических веществ представлена тироксином, который связан со специфическими белками плазмы: альбумином, глобулином.
Тиреоидные гормоны, которые поступают в ткани из плазмы крови, от связи будут освобождаться белками плазмы, они выполняют гормональную роль.
Интересные факты
Более половины густонаселённой территории нашего государства страдает от недостаточного содержания йода в почве, воде, продуктах питания. Поэтому проблема йодного дефицита для России в настоящее время особенно актуальна. Йод, молярная масса и его характеристики - вопрос, который рассматривается в школьном курсе химии.
Сначала происходит небольшое увеличение щитовидной железы, но потом болезнь переходит на остальные системы организма. В результате происходит нарушение обменных процессов, наблюдается замедление роста. В некоторых случаях эндемический зоб вызывает глухоту, кретинизм. Появляется вялость, слабость, утомляемость, плохое настроение, снижается аппетит. У детей и подростков существенно снижается успеваемость в школе, теряется интерес к познавательной деятельности, появляется избыточная агрессия.
Опасность переизбытка
Йод в чистом виде является сильнодействующим ядом. Начинается рвота с коричневым содержимым. Повышается температура тела. Отмечается падение артериального давления, могут возникнуть судороги. Необходимо пострадавшему промыть желудок, дать в большом количестве крахмал, мучной клейстер, солевое слабительное. Доставить пострадавшего в больницу.
Питьё спиртовой настойки может вызвать ожоги слизистых оболочек полости рта, глотки, гортани, пищевода, желудка. При наличии аллергии любое самостоятельное лечение йодсодержащими препаратами исключается!
При обработке ран и царапин йодом смазывают только края раны - кровь снижает бактерицидные свойства йода, а при попадании йода на ткани, не защищённые кожей, он вызывает сильнейшие ожоги.
В каком виде поступает в наш организм этот элемент? Источником может стать соль, у которой 167 г/моль составляет молярная масса. Калий йод - соль, которая в растворенном виде содержится во многих морских продуктах. Именно поэтому медики рекомендуют употреблять в пищу водоросли, морскую рыбу, чтобы восполнить недостаток йода в организме.
Заключение
В суммарном количестве в человеческом организме содержится от двадцати до тридцати пяти миллиграммов йода. Его распределение по организму весьма неравномерное: меньшая часть йода сконцентрирована в крови и почках, большая - в щитовидной железе.
Если вести речь об абсолютных значениях количественного содержания йода в живом организме, то, следует отметить, что около половины всего йода располагается в щитовидной железе (порядка 10-15 мг). Именно ее называют органом, в котором накапливается йод. Существенное количество данного элемента выявлено в следующих продуктах: в печени, волосах, предстательной железе, гипофизе, желчи. В мышцах примерная концентрация галогена в тысячу раз меньше, чем в щитовидной железе.
В наш организм йод поступает в большей степени через пищеварительный тракт. Многие неорганические соединения йода содержатся в продуктах и воде. Они могут всасываться почти по всей длине желудочно-кишечного тракта, но более интенсивно процесс происходит в тонком кишечнике. Также попадание йода в организм идет через легкие, это очевидно для прибрежных морских районов. В 4000 л воздуха, проходящих через легкие человека за 12 часов, содержится 0,044 мг йода, пятая часть которого выдыхается обратно. Малые количества йода попадают через кожу.
Переизбыток йода в человеческом организме встречается намного реже, чем его недостаток. В основном, от переизбытка йода проблемы возникают у людей, которые заняты на производстве, связанным с добычей солей йода.
Врачи не рекомендуют злоупотреблять йодом, они называют в качестве безопасной дозу йода в 500 мг. Избыток этого галогена приводит к токсикации (отравлению) организма.
Несмотря на то что в подгруппе галогенов находится несколько химических элементов, наибольшее биологическое значение имеет именнно йод. Дефицит этого элемента в организме человека приводит к серьезным проблемам со здоровьем, поэтому так важно своевременно проходить обследование щитовидной железы.
Врачи с тревогой отмечают, что в последнее время наблюдается рост больных среди детей и подростков.
