53 I يود 126.904
هالوجين p-block Period 5 Group 17

يود

I · Element 53 · Halogens

The halogen your thyroid cannot function without — and the reason table salt is iodised.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 126.904 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵
52Te All 118 54Xe

البنية

ذرة يود

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع يود بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.

فيزيائية

الكثافة 4.93 g/cm³ 28%
نقطة الانصهار 386.9 K 21%
نقطة الغليان 457.4 K 14%
الحرارة النوعية 0.214 J/g·K
التوصيل الحراري 0.45 W/m·K 15%

ذرية

نصف القطر الذري 140 pm 33%
نصف القطر التساهمي 140 pm
نصف قطر فان دير فالس 198 pm

إلكترونية

السالبية الكهربائية 2.66 94%
طاقة التأين 1008.3 kJ/mol 87%
الألفة الإلكترونية 295.2 kJ/mol 96%

الوفرة

الوفرة في القشرة 0.45 mg/kg 47%

الهوية

الرمزI
العدد الذري53
الكتلة الذرية126.904 u
الفئةهالوجين
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةمعيني قائم
حالات الأكسدة-1, +1, +3, +5, +7
الاكتشاف1811
اكتشفهBernard Courtois

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق مقياس

How big is a يود atom?

Radius 140 pm — that is 0.14 nm, so about 3571 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

يود is liquid over a 71 K window, from 387 K to 457 K.

موضعه

موضعه في الجدول

يود sits in period 5, group 17. Everything in group 17 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER الهالوجينات

9F 17Cl 35Br 117Ts
All الهالوجينات

القصة

ما هو يود، وكيف اكتشفناه

ضروري لوظيفة الغدة الدرقية ويُستخدم مطهراً.

The discovery of يود

Bernard Courtois: الاكتشاف العرضي (1811)

تبدو قصة اكتشاف اليود مثالاً مثالياً على المصادفة العلمية. فقد أجرى Bernard Courtois، وهو كيميائي فرنسي وصانع ملح البارود، هذا الاكتشاف الرائد بمحض الصدفة أثناء محاولته استخراج مركبات الصوديوم والبوتاسيوم من رماد الأعشاب البحرية خلال الحروب النابليونية.

كان Courtois يعالج رماد عشب البحر لإنتاج ملح البارود (نترات البوتاسيوم) المستخدم في البارود، عندما جعل الحصار القاري الذي فرضه Napoleon المصادر التقليدية شحيحة. وأثناء إضافة حمض الكبريتيك إلى رماد الأعشاب البحرية المركز، استخدم بالخطأ كمية زائدة من الحمض. ولدهشته، تصاعدت أبخرة بنفسجية جميلة من المزيج، ثم تكثفت لتكوّن بلورات داكنة معدنية ذات بريق معدني.

كان البخار الأرجواني اللافت مختلفاً عن أي شيء سبق أن رآه Courtois. وبما أنه كان مراقباً دقيقاً، أدرك فوراً أنه اكتشف شيئاً جديداً. لكنه، لافتقاره إلى الموارد اللازمة لإجراء تحقيق موسع أثناء الحرب، شارك عينات مع كيميائيين زملاء لمزيد من الدراسة.

البحث العلمي والتسمية

درس Joseph Louis Gay-Lussac وHumphry Davy المادة الغامضة التي اكتشفها Courtois بصورة مستقلة في 1813-1814. وسرعان ما أدرك كلاهما أنها عنصر جديد بسبب خصائصها الكيميائية وسلوكها الفريدين. وأجرى Gay-Lussac تجارب مفصلة أثبتت طبيعتها العنصرية، بينما أظهر Davy تشابهها مع الكلور.

يأتي اسم "iodine" من الكلمة اليونانية "iodes"، التي تعني بنفسجي اللون، في إشارة إلى البخار الأرجواني المميز الذي ينتجه العنصر عند تسخينه. وقد صاغ Gay-Lussac هذا الاسم في 1814، رغم أن بعض النصوص المبكرة استخدمت أيضاً اسم "iodinium". ويعكس التفضيل الفرنسي لاسم "iode" جنسية Courtois وأولويته في الاكتشاف.

التطبيقات والفهم المبكران

خلال بضع سنوات من اكتشافه، وجد اليود أولى تطبيقاته العملية. وكان الطبيب السويسري Jean-François Coindet أول من استخدم اليود لعلاج تضخم الغدة الدرقية في 1820، رغم أنه لم يفهم الآلية الكامنة وراء ذلك. وقد مثّل هذا أول استخدام طبي للعنصر الذي سيتبين لاحقاً أنه ضروري لصحة الإنسان.

أدخل رواد التصوير الفوتوغرافي مثل Louis Daguerre يوديد الفضة في عملياتهم الفوتوغرافية المبكرة بحلول أربعينيات القرن التاسع عشر. وجعلت الخصائص الحساسة للضوء لمركبات اليود منها مواد حاسمة لالتقاط الصور الدائمة، مما أطلق مجال التصوير الفوتوغرافي بأكمله.

الصلة بالغدة الدرقية

لم تُفهم الصلة بين اليود ووظيفة الغدة الدرقية حتى أواخر القرن التاسع عشر. وكان Eugen Baumann أول من عزل اليود من أنسجة الغدة الدرقية في 1896، مثبتاً أن هذه الغدة الغامضة تركز العنصر. وقد فسّر هذا الاكتشاف سبب قدرة اليود على علاج تضخم الغدة الدرقية وكشف دوره الأساسي في أيض الإنسان.

يمثل تطوير الملح الميود في عشرينيات القرن العشرين أحد أعظم انتصارات الصحة العامة. فقد أثبت David Marine وآخرون أن إضافة كميات ضئيلة من اليود إلى الملح يمكن أن تقضي على تضخم الغدة الدرقية والقَمَاءة. وقد غيّر هذا التدخل البسيط صحة الملايين في المناطق التي تعاني نقص اليود حول العالم.

الاستخدامات

فيما يُستخدم يود

التطبيقات الطبية وتطبيقات الرعاية الصحية

يؤدي اليود دوراً حاسماً في صحة الإنسان بوصفه مكوّناً أساسياً لهرمونات الغدة الدرقية. تستخدم الغدة الدرقية اليود لإنتاج الثيروكسين (T4) وثلاثي يودوثيرونين (T3)، وهما هرمونان ينظمان الأيض والنمو والتطور. ويمكن أن يؤدي نقص اليود إلى تضخم الغدة الدرقية وقصورها ومشكلات نمائية شديدة لدى الأطفال.

يعتمد التصوير الطبي بدرجة كبيرة على مواد التباين القائمة على اليود. تحتوي مواد التباين اليودية على ذرات يود تمتص الأشعة السينية بفعالية، مما يجعل الأوعية الدموية والأعضاء والأنسجة مرئية في فحوص التصوير المقطعي والتصوير الوعائي. وقد أحدثت مواد التباين هذه ثورة في التشخيص الطبي، إذ أتاحت للأطباء اكتشاف أمراض القلب والسكتات الدماغية والسرطان بوضوح غير مسبوق.

في الطب النووي، تُستخدم نظائر مشعة مثل 131I لعلاج سرطان الغدة الدرقية وفرط نشاطها. يتركز اليود تحديداً في أنسجة الغدة الدرقية، موفراً علاجاً إشعاعياً موجهاً مع تقليل الضرر الذي يلحق بالأعضاء السليمة.

التطهير والتعقيم

يُعد بوفيدون-يود (Betadine) أحد أكثر المطهرات واسعة الطيف فعالية. فهو يقتل البكتيريا والفيروسات والفطريات والأبواغ عند ملامستها، مما يجعله مهماً للغاية لتحضير العمليات الجراحية والعناية بالجروح والوقاية من العدوى. وعلى خلاف المطهرات القائمة على الكحول، تحافظ محاليل اليود على فعاليتها حتى في وجود المواد العضوية.

توفر أقراص تنقية المياه المحتوية على اليود تطهيراً طارئاً لممارسي رياضة المشي والمسافرين وعمليات الإغاثة في حالات الكوارث. ويمكن لهذه الأقراص القضاء على مسببات الأمراض الخطرة، بما فيها Giardia وCryptosporidium، التي تقاوم المعالجة بالكلور.

التصنيع الصناعي

تستخدم صناعة الأدوية اليود مكوّناً أساسياً في العديد من الأدوية، إضافة إلى علاجات الغدة الدرقية. وتعمل المركبات المحتوية على اليود كمواد وسيطة في تصنيع المضادات الحيوية والأدوية المضادة للالتهاب وأدوية القلب والأوعية الدموية.

يتطلب تصنيع شاشات LCD يوداً فائق النقاء للأفلام المستقطبة. وتتحكم هذه الأفلام في نفاذ الضوء داخل شاشات البلورات السائلة، مما يجعل الهواتف الذكية والحواسيب وأجهزة التلفاز الحديثة ممكنة. والدقة المطلوبة استثنائية؛ إذ يمكن حتى للشوائب النزرة أن تُحدث عيوباً مرئية في الشاشات.

في التصوير الفوتوغرافي، تشكل بلورات يوديد الفضة المستحلب الحساس للضوء في الأفلام التقليدية. وعند تعرضها للضوء، تخضع هذه البلورات لتغيرات كيميائية تُنشئ الصورة الكامنة، التي تُحوَّل لاحقاً إلى صور فوتوغرافية من خلال المعالجة الكيميائية.

التطبيقات المتقدمة

تستخدم تطبيقات التحفيز الكيميائي مركبات اليود لتسريع التفاعلات الكيميائية في تصنيع الأدوية وإنتاج البوليمرات. وتتيح المحفزات القائمة على اليود عمليات تصنيع أكثر كفاءة وصداقة للبيئة.

يستخدم الكيمياء التحليلية المعايرات اليودومترية لتحديد تركيز العوامل المؤكسدة ومحتوى فيتامين C في الأغذية ومعايير جودة المياه. ويجعل اللون الأزرق الداكن المميز الناتج مع النشاء اليودَ مؤشراً مثالياً لهذه القياسات الدقيقة.

الصحة والتغذية اليومية

يُعد الملح الميود الطريقة الأكثر شيوعاً التي يتعرض بها الناس لليود يومياً. وقد أُضيف إلى ملح الطعام منذ عشرينيات القرن العشرين، فأسهم هذا التدخل البسيط في القضاء تقريباً على أمراض نقص اليود في البلدان المتقدمة. وتوفر ربع ملعقة صغيرة فقط من الملح الميود الاحتياج اليومي من اليود لمعظم البالغين.

تدعم المكملات الغذائية المحتوية على اليود وظيفة الغدة الدرقية، ويكتسب ذلك أهمية خاصة لدى النساء الحوامل والأشخاص الذين يعيشون في مناطق تعاني نقص اليود. وتوفر مكملات عشب البحر والطحالب البحرية يوداً متاحاً حيوياً بصورة طبيعية، إلى جانب معادن مفيدة أخرى.

الإسعافات الأولية والعناية الشخصية

كانت المحاليل المطهرة مثل صبغة اليود من المستلزمات المنزلية الأساسية لأكثر من قرن. وتمنع هذه المحاليل البنية العدوى بفعالية في الجروح والخدوش والقطوع البسيطة. أما التركيبات الحديثة مثل بوفيدون-يود فهي ألطف على الجلد مع الحفاظ على الفعالية المضادة للميكروبات.

غالباً ما تحتوي أقراص المصّ والحُرُوق على مركبات اليود لمكافحة العدوى البكتيرية وتخفيف التهاب الحلق. وتساعد الخصائص المضادة للميكروبات على تقليل الحمل البكتيري، بينما يوفر اليود تأثيراً مخدراً خفيفاً.

الاستخدامات المنزلية والطارئة

تُعد أقراص تنقية المياه المحتوية على اليود ضرورية للتخييم والمشي لمسافات طويلة والاستعداد لحالات الطوارئ. ويمكن لقرصين تنقية لتر من المياه المشكوك في سلامتها خلال 30 دقيقة، والقضاء على البكتيريا والفيروسات والطفيليات التي تسبب الأمراض المنقولة بالمياه.

غالباً ما تحتوي محاليل إزالة العفن والفطريات على مركبات اليود بسبب خصائصها القوية المضادة للفطريات. وتكون هذه المنظفات فعالة خصوصاً في الحمامات والأقبية، حيث تهيئ الرطوبة ظروفاً مثالية لنمو الفطريات.

التعليم والمختبر

تستخدم العروض العلمية اليود كثيراً لإحداث تغيرات لونية لافتة. ويوضح تفاعل "ساعة اليود" الكلاسيكي كيفية عمل الحركية الكيميائية، بينما تكشف اختبارات اليود والنشاء عن وجود النشويات في أغذية مثل البطاطس والخبز.

تستخدم التطبيقات الجنائية بخار اليود لإظهار بصمات الأصابع على الورق والأسطح المسامية الأخرى. وتتسامى بلورات اليود مباشرة من الحالة الصلبة إلى الغازية، فتلتصق بالزيوت والبروتينات الموجودة في بقايا البصمات وتجعلها مرئية.

مصدره

وجوده الطبيعي

0.45 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 47% of elements

الأصول البحرية

اليود في جوهره عنصر محيطي. تحتوي مياه البحر على نحو 0.05 جزء في المليون من اليود، مما يجعل المحيطات أكبر مستودع لهذا العنصر الأساسي على الأرض. وتركز الطحالب البحرية والأعشاب البحرية اليود من مياه البحر، فتراكم مستويات تصل إلى 30,000 ضعف تركيزه في المياه المحيطة.

تتميز غابات عشب البحر بثرائها باليود، إذ تحتوي بعض الأنواع مثل عشب البحر العملاق على أكثر من 1% من اليود من وزنها الجاف. ولا توفر هذه الغابات الموجودة تحت الماء موطناً للحياة البحرية فحسب، بل تعمل أيضاً كمعالجات طبيعية لليود، فتستخلص العنصر من كميات هائلة من مياه البحر أثناء نموها.

الرواسب البرية

يأتي معظم اليود البري من الرواسب البحرية القديمة، أي الصخور والترب التي كانت ذات يوم تحت البحر. وتوجد أكبر الرواسب التجارية في صحراء أتاكاما في تشيلي، حيث خلّفت قيعان المحيطات القديمة معادن يودات الصوديوم. وتشكلت هذه الرواسب قبل ملايين السنين، وهي توفر الآن معظم اليود الصناعي في العالم.

تحتوي المحاليل الملحية الطبيعية في طبقات المياه الجوفية على يود مركز، ولا سيما في المناطق ذات النشاط الجيولوجي. وتحتوي الينابيع الحارة في اليابان وحقول الغاز الطبيعي في Oklahoma وCalifornia على محاليل ملحية غنية باليود، يُستخلص اليود منها تجارياً بوصفه ناتجاً ثانوياً لإنتاج الطاقة.

التوزيع الجغرافي

يتوزع اليود على اليابسة بصورة غير متساوية إلى حد كبير، مما يؤدي إلى نشوء مناطق تعاني نقصاً طبيعياً. وتكون المناطق الجبلية والمناطق البعيدة عن المحيطات عادةً ذات ترب فقيرة باليود، لأن التجلد والأمطار الغزيرة جرفا العنصر عبر آلاف السنين. وتُعد منطقة البحيرات العظمى وجبال الهيمالايا وجبال الألب أمثلة نموذجية على المناطق التي تعاني نقص اليود.

تتمتع المناطق الساحلية عموماً بمستويات كافية من اليود بفضل رذاذ البحر والأمطار ذات الأصل البحري. وتحمل الرياح المحيطية مركبات اليود إلى الداخل، فتُغني الترب الواقعة ضمن عدة مئات من الكيلومترات عن السواحل. وهذا يفسر سبب ندرة معاناة سكان الجزر تاريخياً من أمراض نقص اليود.

الدورة البيولوجية

يخضع اليود لدورة جيوكيميائية حيوية معقدة بين الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الحيوي. وتطلق الطحالب البحرية يوديد الميثيل ومركبات يود عضوية أخرى في الغلاف الجوي، حيث تشارك في كيمياء الأوزون ثم تعود في النهاية إلى اليابسة على هيئة هطول.

تركز النباتات والحيوانات اليود من بيئتها، فتنشئ بؤراً محلية غنية به. ويمكن لنباتات معينة مثل الجرجير والسبانخ أن تراكم كميات كبيرة من اليود عند زراعتها في ترب غنية باليود، بينما تعمل الغدد الدرقية لدى جميع الفقاريات كمركزات بيولوجية لليود.

التعامل

السلامة

احتياطات السلامة العامة

تُعد بلورات اليود ومحاليله المركزة أكّالة، ويمكن أن تسبب حروقاً شديدة للجلد والعينين والأغشية المخاطية. ارتدِ دائماً نظارات واقية وقفازات وملابس واقية عند التعامل مع اليود النقي. اعمل في مناطق جيدة التهوية، لأن أبخرة اليود مهيجة للجهاز التنفسي.

يسبب ملامسة الجلد لمحاليل اليود المركزة تصبغاً فورياً وحروقاً كيميائية محتملة. اشطف المناطق المتضررة بكميات غزيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل. وقد يستمر التصبغ البني المميز عدة أيام، لكنه غير ضار عموماً.

الاعتبارات الطبية والغذائية

تؤثر حساسية اليود في نحو 1% من السكان، وقد تسبب تفاعلات تتراوح بين طفح جلدي خفيف والتأق الشديد. وقد يكون الأشخاص الذين يعانون حساسية المحار أكثر عرضة للخطر بسبب التفاعل التبادلي. أخبر دائماً الاختصاصيين الطبيين بأي حساسية معروفة تجاه اليود قبل الإجراءات التي تتضمن مواد التباين.

تتطلب اضطرابات الغدة الدرقية ضبطاً دقيقاً لليود. فنقص اليود يسبب مشكلات، لكن الإفراط في تناوله قد يؤدي إلى فرط نشاط الغدة الدرقية أو يفاقم أمراض الغدة الدرقية المناعية الذاتية مثل التهاب الغدة الدرقية لهاشيموتو. وتحتاج النساء الحوامل إلى كمية كافية من اليود، لكن عليهن تجنب الجرعات الكبيرة جداً التي قد تضر بنمو الجنين.

السلامة من اليود المشع

تتطلب النظائر المشعة مثل 131I بروتوكولات تعامل خاصة. وتصدر هذه المواد إشعاعَي بيتا وغاما وتتركز في الغدة الدرقية. ويجب على المنشآت الطبية التي تستخدم اليود المشع اتباع إجراءات صارمة للسلامة الإشعاعية، بما في ذلك فترات عزل المرضى المعالجين.

قد تؤدي حالات الطوارئ النووية إلى إطلاق اليود المشع في البيئة. ويمكن لأقراص يوديد البوتاسيوم حماية الغدة الدرقية من خلال إشباعها باليود المستقر، ومنع امتصاص النظائر المشعة. ومع ذلك، لا ينبغي تناول هذه الأقراص إلا وفق توجيهات إدارة الطوارئ الرسمية.

التفاعلية الكيميائية

توجد مخاطر الحريق والانفجار عندما يلامس اليود بعض المعادن، ولا سيما مسحوق الألومنيوم، الذي قد يتفاعل بعنف. خزّن اليود بعيداً عن العوامل المختزلة والمعادن والأمونيا. ورغم أن اليود نفسه لا يشتعل بسهولة، فإنه قد يسرّع احتراق المواد الأخرى.

إجابات سريعة

يود: أسئلة شائعة

What is يود?

يود (symbol I) is element 53 on the periodic table, a هالوجين in period 5, group 17. The halogen your thyroid cannot function without — and the reason table salt is iodised. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of يود?

يود's ground-state electron configuration is [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵, giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 18, 7 electrons respectively. Its outer shell holds 7 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of يود?

يود melts at 386.9 K (113.7 °C) and boils at 457.4 K (184.3 °C).

What is the atomic mass of يود?

The standard atomic weight of يود is 126.904 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is يود?

يود has a density of 4.93 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of يود is about 4.9× heavier.

What is the electronegativity of يود?

يود has a Pauling electronegativity of 2.66. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered يود, and when?

يود was discovered in 1811 by Bernard Courtois. It is named after greek iodes, "violet".

How common is يود on Earth?

يود makes up about 0.45 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.

→ السابق Te Tellurium Element 52 · Metalloid التالي ← Xe Xenon Element 54 · Noble gas