碘：变色大王花样多

科普中国-科学原理一点通 2017-11-24

　　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。