碘（化学符号：I，原子序数：53）是一种化学元素，在化学元素周期表中位于第5周期，第ⅦA族，属于卤素族。碘是一种深紫色的固体，在常温常压下呈片状晶体。它具有较强的挥发性，当受热时，固体碘会直接转变为紫色的气体，这个过程称为升华。碘具有活泼化学性质，它能够与多种元素形成化合物。在水中，碘不溶解，但可以溶解于一些有机溶剂中，例如乙醇和二甲苯。碘具有氧化性，在一些反应中可以作为氧化剂，例如氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子。碘及其化合物在医药、生物化学和化学分析等领域具有重要应用。

碘的含量分布主要体现在自然界的不同环境和生物体中。以下是一些关于碘含量分布的一般情况：

1.地壳中的含量：碘是地球地壳中的一种元素，其平均含量约为0.05毫克/千克。地壳中的碘分布不均匀，不同地区的地壳中碘的含量可能会有所不同。

2.海水中的含量：大部分的碘存在于海水中。海水中的碘浓度通常很低，平均约为0.05微克/毫升。这是因为碘以离子形式存在，主要是碘化物（I-）。

3.土壤中的含量：土壤中的碘含量与地质和气候等因素有关。一些地区的土壤中可能含有较高的碘，而另一些地区则可能较低。植物通常通过根部吸收土壤中的碘。

4.植物中的含量：植物对土壤中的碘吸收，并在其组织中蓄积。碘在植物中的含量因植物种类、土壤中的碘含量和其他环境因素而异。一些海产品和蔬菜可能含有较高的碘含量。

5.动物体内的含量：动物通常通过食物链摄取碘。海洋动物和一些陆地动物的体内碘含量可能较高，尤其是那些以海产品为主食的动物。

6.人体中的含量：人体中的碘含量主要来自饮食，特别是通过食用富含碘的食物，如海产品和含碘盐。甲状腺是人体中主要的碘贮存器，它在体内维持着正常的甲状腺激素水平。

碘是一种卤素，以下是有关碘的主要化学性质：

1.氧化态：碘在自然界中主要以氧化态为-1的离子形式存在，即碘化物离子（I-）。此外，碘还能够形成+1、+3、+5、+7等多种氧化态。

2.同位素：碘-127，是最常见和稳定的碘同位素，占自然界中碘的大部分。它的相对丰度约为100%，是碘元素的主要存在形式；碘-129是一个放射性同位素，具有长半衰期。碘-129的衰变方式包括贝塔衰变和电子捕获，最终产生稳定的氙-129。碘-129的存在在地质学和天体物理学中具有一定的研究价值，用于研究地质过程、星际尘埃和宇宙演化等问题；碘-131是一个放射性同位素，具有短半衰期。碘-131广泛应用于医学中，作为放射性同位素的碘化物用于甲状腺治疗和诊断。它也是核反应堆中产生的核裂变产物之一。

3.反应性：碘是一种相对不活跃的卤素，但在一些条件下可以参与各种化学反应。例如，碘可以与金属反应形成碘化物，与氢反应形成氢碘酸，与氧反应形成氧化碘。

I2+2Na→2NaI

I2+H2→2HI

4.挥发性：碘具有较高的挥发性，尤其在加热的条件下。当固体碘受热时，会升华成为紫色的蒸汽，而不经过液相。这一性质在实验室中用于检测碘的存在。

5.水溶性：碘在水中的溶解度较低，但可以形成碘化物离子。碘在水中的溶解度受温度和pH值的影响，冷水中溶解度较低，而热水中则较高。

6.形成分子：在某些有机溶剂中，碘可以形成分子形式。例如，在碘与乙醇反应。

CH3CH2OH+I2+NaOH→CHI3↓+HCOH+NaI+H2O

7.氧化性：碘具有一定的氧化性，可以氧化一些物质。例如，碘可以将亚硫酸根离子（SO32-）氧化为硫酸根离子（SO42-）。

8.显色反应：碘溶液在和淀粉接触时呈现出深蓝色，这是一种常用于检测碘的显色反应。这一性质在化学实验和分析中被广泛应用。

碘在生物学、医学、工业和其他领域中有多种重要作用和用途。以下是碘的一些主要作用和用途：

碘是甲状腺激素的一种成分，甲状腺激素在人体内起着极其重要的作用，尤其对促进生长发育、调节蛋白质的合成与分解、维持体内的新陈代谢、促进糖和脂质的代谢、调节水与无机盐的平衡、促进生物的氧化等有重要生理作用。健康成人的体内含碘量约为20mg。

碘是人体必需的微量元素之一，对于儿童和孕妇的健康发育尤为重要。碘缺乏会影响大脑发育和认知功能，因此在一些地区，政府和卫生组织会通过盐碘化等方式进行碘的补充。

碘为一种具有强氧化性的物质，通常被用作外科消毒剂。以碘为主要成分的消毒剂常见的有碘酊和碘伏。碘酊就是我们俗称的碘酒，通常由碘、碘化钾溶解于酒精溶液而制成。碘酊可以杀死细菌、真菌等病原体，因此常用于伤口的消毒。碘酊的杀菌作用比较强，并具有强烈的刺激作用，不宜用于黏膜消毒。

碘化物在医学影像学中被用作造影剂，用于X射线、CT扫描和核磁共振成像等检查。碘化物能够在体内组织中吸收X射线，提高影像对比度，有助于诊断和治疗疾病。

碘及其化合物在化学实验室中被广泛应用。例如，碘溶液可用于检测淀粉的显色反应，碘化钾可用作还原剂和氧化剂，碘酒可用于清洁和消毒器皿。

碘化物在食品工业中被用作防腐剂和添加剂。碘化盐和碘化钾等化合物常被添加到食品中，以提高食品的营养价值和保鲜效果。

碘化银是一种重要的摄影材料，用于生产胶片和照相纸。碘化银在暗室中可以感光，形成照片的负片或正片。

少量的碘化物可以用于农业领域，以提高作物的产量和质量。例如，碘肥料可以增加植物对碘的吸收，改善土壤中碘的含量，从而提高农作物的营养价值。

2023年《宁夏医学杂志》有一篇研究通过体外实验探讨了碘对甲状腺细胞的组蛋白甲基化影响，发现碘作用于甲状腺细胞使得细胞整体H3K4me3的表达增加和H3K27me3的表达减少，伴随MLL1和JMJD3的表达增加。这为进一步探讨高碘与甲状腺自身免疫的机制研究提供了表观学的研究基础和靶向治疗的新思路。

1.路易斯-吕瓦尔法（Louis-Lassar法）： 这是最早用于制备碘的方法之一，也是碘的历史上首次发现和分离的方法。该方法是通过将海藻灰（一种含有碘的海藻提取物）与浓硫酸反应，生成碘气体，然后将碘气体冷凝成固体碘。这个过程需要在实验室中进行，由于涉及浓硫酸等危险化学物质，需要特别小心。

2.碘酸钾和亚硫酸钾反应法： 这是一种现代化学工业用于大规模生产碘的方法之一。该方法是将碘酸钾和亚硫酸钾反应，产生硫酸钾和游离的碘，然后通过蒸馏和凝结将碘收集下来。这个方法相对安全，可以在工业规模下进行。

3.电解法：在电化学中，碘可以通过在碘化钾溶液中进行电解来制备。在电解过程中，碘化钾分解成碘和氢气。碘则在电极上析出，并通过收集固体碘来获取。这个方法适用于实验室规模的制备。

4.碘化物还原法： 一些金属，如铝和锌，可以与碘化物反应生成碘。例如，将铝粉与碘化钾反应，可以生成固体碘和氯化铝。这个方法通常在实验室中用于小规模制备碘。

5.碘化氢法：碘化氢气体可以在实验室中通过氢气与碘气反应制备。这个方法要求严格的控制条件和安全措施，因为碘化氢气体具有强烈的刺激性和腐蚀性。

1.急性毒性：高剂量的碘可以导致急性中毒症状，包括口干、呕吐、腹泻、头痛、眩晕、昏迷甚至死亡。过量摄入碘可导致甲状腺功能紊乱，包括甲状腺激素的过度或不足，从而引起甲状腺肿大、甲状腺炎和甲亢等病症。

2.慢性毒性：长期摄入过量的碘可能对甲状腺功能产生负面影响，导致甲状腺功能异常或甲状腺疾病的发生。慢性碘中毒也可能影响其他器官和系统，如皮肤、消化系统和神经系统。

3.过敏反应：个别人群可能对碘过敏，对碘或碘化合物接触后可能出现皮肤瘙痒、荨麻疹、呼吸困难等过敏症状。

1.储存条件：碘通常以固体形式存在，因此在储存时应将其放置在密封的容器中，以防止与空气中的水分和氧气接触，从而减少可能的氧化反应。储存容器通常应标有警示标志，指示其为含有碘的物质，以便人们注意并采取相应的安全措施。最好将碘储存在干燥、通风良好的地方，远离火源、高温和明火。

2.运输方式：在运输过程中，应采取适当的措施防止碘的泄漏或溢出，以减少对环境和人体的潜在危害。将碘包装在耐腐蚀和密封性良好的容器中，以防止碘与外部环境发生不必要的接触。对于液态或挥发性的碘化合物，应选择密封性良好的容器，并在运输过程中避免剧烈震动和温度变化。

3.安全注意事项：在处理碘或碘化合物时，必须采取适当的个人防护措施，如戴手套、穿长袖衣服和戴呼吸面具，以防止皮肤接触和吸入碘蒸气。在处理碘时要小心谨慎，避免产生粉尘或蒸气，以减少有毒气体的释放和接触。在可能的情况下，应当避免与其他化学物质混合，以防止发生不必要的反应和危险。

1.防护措施：使用适当的个人防护装备，包括实验室外套、手套和护目镜。这有助于防止碘接触皮肤、眼睛或其他身体部位。

2.通风条件：在进行含碘实验或操作时，确保在通风良好的区域进行。这有助于减少碘蒸气的浓度，降低吸入风险。

3.防止吸入：避免吸入碘蒸气或碘化合物的粉尘。如果使用碘的液体或固体形式，要尽量避免产生碘蒸气。

4.防止摄入：不要摄入碘。碘在高浓度下可能对人体有毒性。确保在操作过程中避免接触口腔，并在实验室环境中不要进食、喝水或吸烟。

5.储存注意事项：将碘及其化合物存放在干燥、通风良好的地方，并远离可燃物、酸、碱等物质。防止碘化合物的过量积累和可能的危险反应。

6.碘的易挥发性：碘在常温下具有一定的挥发性，因此应在密闭的容器中存储，并确保容器密封良好。

7.实验室操作规程：严格遵守实验室的操作规程和安全标准。熟悉碘及其化合物的性质，了解其安全处理和处置方法。

8.应急措施：在发生意外或暴露的情况下，知道正确的急救措施，并迅速寻求医疗帮助。眼睛或皮肤接触后，立即用大量清水冲洗。

这些注意事项适用于处理碘的各种场合，包括实验室研究、医学应用和工业生产。在任何碘相关的操作中，安全意识和实验室规程的遵守都是至关重要的。

碘是甲状腺激素合成的必需物，它还可作为抗氧化剂、抗增殖和促进凋亡因子。缺碘是一个持续存在的问题。近年来，食盐加碘的实施显著降低了全球缺碘的影响，目前缺碘为轻度至中度。孕妇、哺乳期妇女和儿童尤其受到缺碘的影响，会导致甲状腺疾病，代谢和发育障碍以及癌症。然而，过量的碘摄入导致甲状腺疾病的发展。纠正碘缺乏症可能会降低患恶性肿瘤的机会，需要进一步的研究来更好地了解碘对癌变的影响以及碘缺乏补偿对癌症患者预后的临床结果。即将到来的公共卫生挑战似乎是减少盐的摄人量，这可能导致碘摄入量降低。因此，如果不增加盐碘水平以补偿，则可以考虑除盐以外的碘富集载体，并且应更频繁地监测尿碘水平。

青藏高原覆盖中国12．5％的面积，碘营养状况被认为是世界上发生缺碘的主要地区之一。与中国平原地区相比，藏族成人碘缺乏率较高。目前，在碘缺乏地区人体碘的主要来源是碘盐，有助于降低常见的甲状腺肿和甲状腺功能减退症的发病率。肥胖女性在妊娠期间尤其容易出现碘和其他微量营养素缺乏的情况，可能她们使用的饮食中能量丰富但必需微量营养素含量低。脂肪摄入增加可能会干扰碘的吸收和脂肪组织中促炎细胞因子的释放，胰岛素抵抗可能是导致肠细胞中碘化钠交联体表达减少的原因，从而导致碘吸收减少。日益严重的肥胖问题可能表明，缺碘的威胁将更加严重。

碘是合成甲状腺激素的原料之一，甲亢患者对碘131的摄取率明显增加。碘131治疗是利用人体甲状腺组织对碘具有高度选择性摄取功能，经口服后绝大部分进入甲状腺组织，碘131衰变时产生的射线中99%为β射线，β射线在组织中射程短，在生物组织中平均射程约为0.8毫米，进入甲状腺后其能量几乎全部被甲状腺组织吸收。其辐射效应仅限于局部，而不影响邻近的组织。β射线有较强的电离辐射能力，使部分甲状腺滤泡上皮细胞变性、坏死，从而使甲状腺激素的合成、分泌减少，甲状腺体积也随之缩小，达到治疗甲亢的目的；因此碘131有“药物手术”之功效和“无形手术刀”之美誉。与传统内科药物和外科手术治疗相比，碘131具有简便、安全、价格便宜、治愈率高、复发率低、不良反应小等优点。