O iodo foi descoberto em 1811 pelo químico francês Bernard Courtois (1777-1838) nas cinzas de algas marinhas (kelp) utilizadas para a produção de salitre. Courtois trabalhava na manufatura familiar de salitre em Paris durante as guerras napoleônicas, período em que o salitre era crucial para a fabricação de pólvora.
Durante o tratamento das cinzas de algas com ácido sulfúrico concentrado, Courtois observou a liberação de vapores roxos espetaculares que se condensavam em cristais cinza-escuro metálicos com reflexos roxos. Essa descoberta acidental revelou um novo elemento químico com propriedades notáveis. Courtois, ciente da importância de sua descoberta, mas sem meios para estudá-la completamente, compartilhou amostras com outros químicos.
As propriedades desse novo elemento foram estudadas por Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) e Humphry Davy (1778-1829) em 1813-1814. Gay-Lussac propôs o nome iode derivado do grego iodes (ἰοειδής) que significa "roxo" ou "cor de violeta", em referência à cor característica dos vapores. O símbolo químico I foi adotado imediatamente.
A importância médica do iodo foi reconhecida gradualmente no século XIX. Em 1820, o médico suíço Jean-François Coindet (1774-1834) descobriu que o iodo poderia tratar o bócio, doença endêmica em regiões montanhosas pobres em iodo. Essa descoberta estabeleceu o iodo como o primeiro elemento traço reconhecido como essencial à saúde humana.
N.B.:
O iodo está presente na crosta terrestre em uma concentração média de cerca de 0,45 ppm, tornando-o relativamente raro, cerca de 60 vezes menos abundante que o cloro. No entanto, o iodo se acumula fortemente nos oceanos, onde sua concentração atinge cerca de 0,06 mg/L, e se concentra massivamente em algas marinhas, que podem conter até 0,5% de seu peso seco em iodo.
Os principais minérios de iodo são raros. O iodo é extraído principalmente de salmouras de depósitos de nitrato do Chile (caliche) e do Japão, ou recuperado de salmouras de extração de petróleo e gás. As algas marinhas (laminárias, fucos) permanecem como uma fonte tradicional de iodo em certas regiões. O iodeto e o iodato de sódio são os principais compostos comerciais.
A produção mundial de iodo é de aproximadamente 30.000 a 35.000 toneladas por ano. O Chile domina a produção mundial com cerca de 55-60% do total, seguido pelo Japão (25-30%), Estados Unidos e Turcomenistão. Essa concentração geográfica torna o iodo um material estrategicamente importante, especialmente para aplicações médicas essenciais.
O iodo é considerado um elemento crítico por vários países devido ao seu caráter indispensável para a saúde pública e suas aplicações médicas. A reciclagem do iodo é limitada, representando menos de 5% da oferta, embora a reciclagem a partir de soluções fotográficas usadas tenha sido historicamente importante antes da transição para a fotografia digital.
O iodo (símbolo I, número atômico 53) é um halogênio do grupo 17 da tabela periódica, junto com o flúor, cloro, bromo e astato. Seu átomo possui 53 prótons, geralmente 74 nêutrons (para o isótopo estável \(\,^{127}\mathrm{I}\)) e 53 elétrons com a configuração eletrônica [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵.
O iodo é um sólido cristalino cinza-escuro a preto-azulado com um brilho metálico pronunciado, apresentando uma estrutura lamelar. Tem uma densidade de 4,93 g/cm³, tornando-o moderadamente denso. O iodo cristaliza em uma estrutura ortorrômbica formando moléculas diatômicas I₂ mantidas juntas por forças de van der Waals. Os cristais de iodo são quebradiços e se quebram facilmente em escamas brilhantes.
O iodo funde a 113,7 °C (386,85 K) e ferve a 184,3 °C (457,4 K). A propriedade mais espetacular do iodo é sua capacidade de sublimar facilmente à temperatura ambiente, passando diretamente do estado sólido para o gasoso sem fusão intermediária. Essa sublimação produz vapores roxos intensos característicos com um odor acre e irritante.
O iodo sólido apresenta um brilho metálico brilhante, mas é um não metal e um mau condutor de eletricidade no estado sólido. Sob alta pressão (acima de 16 GPa), o iodo se torna metálico e condutor. O iodo gasoso absorve fortemente a luz visível, dando-lhe sua cor roxa intensa. O iodo é pouco solúvel em água pura (0,03 g/100 mL a 20 °C), mas muito solúvel em etanol e em soluções de iodeto, onde forma o íon triiodeto I₃⁻.
Ponto de fusão do iodo: 386,85 K (113,7 °C).
Ponto de ebulição do iodo: 457,4 K (184,3 °C).
O iodo sublima facilmente à temperatura ambiente, produzindo vapores roxos espetaculares.
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Estabilidade | Decaimento / Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Iodo-123 — \(\,^{123}\mathrm{I}\,\) | 53 | 70 | 122,905589 u | Sintético | ≈ 13,2 horas | Radioativo (CE). Usado em imagens médicas SPECT para a tireoide. |
| Iodo-125 — \(\,^{125}\mathrm{I}\,\) | 53 | 72 | 124,904624 u | Sintético | ≈ 59,4 dias | Radioativo (CE). Usado em radioterapia e como traçador em biologia molecular. |
| Iodo-127 — \(\,^{127}\mathrm{I}\,\) | 53 | 74 | 126,904473 u | ≈ 100 % | Estável | Único isótopo estável do iodo, representando todo o iodo natural. |
| Iodo-129 — \(\,^{129}\mathrm{I}\,\) | 53 | 76 | 128,904988 u | Traços (produto de fissão) | ≈ 15,7 milhões de anos | Radioativo (β⁻). Produto de fissão de meia-vida muito longa, traçador ambiental. |
| Iodo-131 — \(\,^{131}\mathrm{I}\,\) | 53 | 78 | 130,906125 u | Sintético | ≈ 8,02 dias | Radioativo (β⁻). Principal produto de fissão, usado em medicina nuclear tireoidiana. |
N.B.:
Camadas eletrônicas: Como os elétrons estão organizados ao redor do núcleo.
O iodo possui 53 elétrons distribuídos em cinco camadas eletrônicas. Sua configuração eletrônica completa é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁵, ou de maneira simplificada: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵. Essa configuração pode ser escrita também como: K(2) L(8) M(18) N(18) O(7).
Camada K (n=1): contém 2 elétrons na subcamada 1s. Essa camada interna está completa e é muito estável.
Camada L (n=2): contém 8 elétrons distribuídos como 2s² 2p⁶. Essa camada também está completa, formando uma configuração de gás nobre (neônio).
Camada M (n=3): contém 18 elétrons distribuídos como 3s² 3p⁶ 3d¹⁰. Essa camada completa contribui para a blindagem eletrônica.
Camada N (n=4): contém 18 elétrons distribuídos como 4s² 4p⁶ 4d¹⁰. A subcamada 4d completa é particularmente estável.
Camada O (n=5): contém 7 elétrons distribuídos como 5s² 5p⁵. Esses sete elétrons são os elétrons de valência do iodo.
O iodo tem 7 elétrons de valência: dois elétrons 5s² e cinco elétrons 5p⁵, faltando apenas um elétron para atingir a configuração estável do gás nobre xenônio. Os principais estados de oxidação são -1, +1, +3, +5 e +7. O estado -1 é o mais comum, formando o íon iodeto I⁻ em sais como o iodeto de potássio (KI) e o iodeto de sódio (NaI).
O estado +1 aparece em compostos como o monocloreto de iodo (ICl). O estado +3 existe no tricloreto de iodo (ICl₃). O estado +5 está presente no ácido iódico (HIO₃) e nos iodatos como o iodato de potássio (KIO₃). O estado +7, o mais oxidado, aparece no ácido periódico (HIO₄ ou H₅IO₆) e nos periodatos, onde o iodo utiliza todos os seus elétrons de valência. O iodo molecular I₂ corresponde ao estado de oxidação 0.
O iodo é o menos reativo dos halogênios estáveis (depois do flúor, cloro e bromo), mas ainda assim é um oxidante significativo. À temperatura ambiente, o iodo reage lentamente com muitos metais para formar iodetos. Com os metais alcalinos, a reação pode ser vigorosa: 2Na + I₂ → 2NaI. O sódio e o potássio reagem violentamente com o iodo, produzindo chamas e fumaça.
O iodo não reage diretamente com o oxigênio, mas óxidos de iodo (I₂O₅, I₂O₄, I₄O₉) podem ser sintetizados indiretamente. Com o hidrogênio, o iodo forma o iodeto de hidrogênio (HI) em uma reação reversível e incompleta: H₂ + I₂ ⇌ 2HI. Essa reação de equilíbrio é clássica em termodinâmica química.
O iodo reage com halogênios mais reativos para formar inter-halogênios como ICl, IBr e IF₅. Com o cloro, a reação forma cloretos de iodo: I₂ + Cl₂ → 2ICl ou I₂ + 3Cl₂ → 2ICl₃. O iodo se dissolve em soluções de iodeto para formar o íon triiodeto marrom: I₂ + I⁻ → I₃⁻, aumentando consideravelmente sua solubilidadade aquosa.
A reação característica para detecção do iodo utiliza amido, que forma um complexo azul-roxo intenso com o iodo molecular, permitindo detectar traços mínimos de iodo (sensibilidade da ordem de microgramas). Essa reação é usada em química analítica e em titrimetria iodométrica.
A aplicação mais crucial do iodo é seu papel absolutamente essencial na saúde humana, particularmente para a função tireoidiana. O iodo é o constituinte fundamental dos hormônios tireoidianos tiroxina (T4) e tri-iodotironina (T3), que regulam o metabolismo, o crescimento, o desenvolvimento neurológico e muitas outras funções fisiológicas essenciais.
A deficiência de iodo é a principal causa mundial de retardo mental evitável e distúrbios do desenvolvimento cerebral em crianças. Os distúrbios por deficiência de iodo afetam cerca de 2 bilhões de pessoas no mundo, particularmente em regiões montanhosas e continentais distantes do mar. As manifestações incluem bócio (aumento da tireoide), hipotireoidismo, cretinismo e déficits cognitivos.
A iodação universal do sal de cozinha, recomendada pela Organização Mundial da Saúde (OMS), representa uma das intervenções de saúde pública mais eficazes e econômicas já implementadas. A adição de 15-40 mg de iodo por quilograma de sal (na forma de iodato ou iodeto de potássio) é suficiente para prevenir os distúrbios por deficiência. Essa estratégia eliminou os distúrbios por deficiência em muitos países desenvolvidos.
Um adulto necessita de aproximadamente 150 microgramas de iodo por dia, enquanto mulheres grávidas e lactantes necessitam de 220-290 microgramas. As fontes alimentares naturais incluem frutos do mar (peixes, crustáceos, algas), produtos lácteos e ovos. Uma única alga kombu seca pode conter vários miligramas de iodo, superando amplamente as necessidades diárias.
O iodo radioativo, particularmente o isótopo ¹³¹I, desempenha um papel importante na medicina nuclear. O iodo-131 tem uma meia-vida de 8 dias e emite radiação beta e gama, permitindo tanto o tratamento terapêutico quanto a imagem diagnóstica. A glândula tireoide absorve seletivamente o iodo, concentrando naturalmente o iodo radioativo administrado.
O tratamento com iodo radioativo é a terapia padrão para o hipertireoidismo (doença de Graves, nódulos tóxicos) e o câncer de tireoide diferenciado. Uma única dose oral de iodo-131 destrói seletivamente as células tireoidianas hiperativas ou cancerosas por irradiação interna, poupando os tecidos circundantes. Para o câncer de tireoide, após a tireoidectomia cirúrgica, o iodo radioativo elimina as células cancerosas residuais e metástases.
O iodo-123, com uma meia-vida mais curta de 13 horas e emitindo apenas raios gama, é usado para imagens cintilográficas diagnósticas da tireoide sem efeito terapêutico significativo. O iodo-125 é usado em braquiterapia para tratar tumores localizados, particularmente cânceres de próstata e melanomas oculares, bem como traçador em pesquisa biológica.
O iodo é um antisséptico e desinfetante potente de amplo espectro, eficaz contra bactérias, vírus, fungos, protozoários e esporos. Sua ação bactericida resulta da oxidação e iodação dos componentes celulares microbianos, particularmente proteínas e ácidos nucleicos, causando morte celular rápida.
A tintura de iodo (solução alcoólica de iodo e iodeto de potássio) foi o antisséptico cirúrgico padrão por mais de um século. A povidona iodada (Betadine), um complexo de iodo com polivinilpirrolidona, tornou-se o antisséptico moderno de referência. Libera gradualmente o iodo ativo, reduzindo a irritação enquanto mantém a eficácia antimicrobiana prolongada.
As soluções de povidona iodada a 10% contêm 1% de iodo disponível e são usadas para desinfecção pré-operatória da pele, tratamento de feridas e como enxaguatório bucal antisséptico. Comprimidos de iodo são usados para desinfecção de emergência da água potável em situações de sobrevivência, desastres naturais ou viagens a países em desenvolvimento.
O iodo apresenta toxicidade relativamente baixa em doses nutricionais, mas pode tornar-se tóxico em doses altas. A intoxicação aguda por iodo (ingestão de vários gramas) causa dor abdominal intensa, vômitos, diarreia, queimaduras na boca e garganta, e potencialmente choque cardiovascular. O antídoto clássico é o amido, que complexa o iodo e reduz sua absorção.
A exposição crônica excessiva ao iodo pode induzir paradoxalmente um mau funcionamento da tireoide, seja hipotireoidismo (efeito Wolff-Chaikoff) ou hipertireoidismo (fenômeno de Jod-Basedow), particularmente em indivíduos com uma função tireoidiana anormal pré-existente. O limite superior tolerável é estabelecido em 1100 microgramas por dia para adultos.
Os vapores de iodo são altamente irritantes para os olhos, mucosas respiratórias e pulmões. A exposição ocupacional na indústria química requer ventilação adequada e equipamentos de proteção. O iodo elementar mancha intensamente a pele e os tecidos de marrom-amarelado, mas essas manchas são temporárias e desaparecem gradualmente.
O iodo radioativo, particularmente o ¹³¹I, é um dos principais riscos radiológicos durante acidentes nucleares. Durante os desastres de Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), as liberações massivas de iodo-131 causaram um aumento significativo de cânceres de tireoide, particularmente em crianças. A distribuição preventiva de comprimidos de iodeto de potássio satura a tireoide com iodo estável, bloqueando a captação de iodo radioativo e reduzindo o risco de câncer de tireoide.
O iodo é sintetizado nas estrelas principalmente pelo processo r (captura rápida de nêutrons) durante as supernovas de colapso de núcleo e fusões de estrelas de nêutrons (kilonova). O processo s (captura lenta de nêutrons) em estrelas AGB contribui minimamente para a produção de iodo. O isótopo estável ¹²⁷I resulta principalmente do processo r.
A abundância cósmica do iodo é extremamente baixa, cerca de 9×10⁻¹¹ vezes a do hidrogênio em número de átomos, colocando-o entre os elementos mais raros do universo. Essa raridade é explicada pelo número ímpar de prótons (53) do iodo, tornando-o menos estável que os elementos com número par de prótons, e por sua produção limitada a eventos explosivos raros.
O isótopo radioativo ¹²⁹I, com uma meia-vida de 15,7 milhões de anos, é produzido pelo processo r e por fissão espontânea do urânio-238. A presença de ¹²⁹I em meteoritos primitivos indica que este isótopo estava presente no sistema solar primitivo, fornecendo restrições sobre o intervalo entre a última nucleossíntese estelar e a formação do sistema solar, estimado em algumas dezenas de milhões de anos. A relação ¹²⁹I/¹²⁷I em meteoritos é usada como cronômetro radioativo para datar eventos do sistema solar primitivo.
As linhas espectrais do iodo neutro (I I) e ionizado (I II) são raramente observadas nos espectros estelares devido à muito baixa abundância cósmica deste elemento e seu relativamente alto primeiro potencial de ionização. No entanto, traços de iodo foram detectados em algumas estrelas quimicamente peculiares enriquecidas em elementos do processo r, confirmando os modelos de nucleossíntese explosiva. A observação de iodo nos espectros de kilonovas (fusões de estrelas de nêutrons) confirma que estes eventos cataclísmicos são os principais sítios de produção de elementos pesados do processo r, incluindo o iodo.
A produção mundial de iodo está geograficamente concentrada, com Chile e Japão representando juntos aproximadamente 80-85% da produção total. O Chile extrai iodo principalmente de salmouras de caliche (nitrato natural) no deserto de Atacama, a região mais rica em iodo do mundo. Estes depósitos foram formados pela evaporação de antigas águas marinhas enriquecidas em iodo pelas algas.
O Japão recupera o iodo de salmouras de extração de gás natural, particularmente na região de Chiba. Estas salmouras subterrâneas contêm altas concentrações de iodo (50-150 mg/L) devido à dissolução de matéria orgânica marinha antiga. Os Estados Unidos e o Turcomenistão também produzem iodo a partir de salmouras petrolíferas.
O processo de extração geralmente envolve a oxidação do iodeto (I⁻) a iodo molecular (I₂) com cloro gasoso ou outros oxidantes, seguido de purificação por sublimação. O iodo produzido é tipicamente mais de 99,5% puro. A demanda global por iodo cresce cerca de 3-5% anualmente, impulsionada principalmente por aplicações de saúde pública, agentes de contraste médicos e usos industriais.
A reciclagem de iodo a partir de fontes industriais e farmacêuticas permanece limitada, embora esteja aumentando. O iodo recuperado de soluções fotográficas foi historicamente significativo, mas esta fonte desapareceu em grande parte com o declínio da fotografia de prata. As preocupações com a segurança do fornecimento a longo prazo levaram alguns países a estabelecer reservas estratégicas de iodo para garantir as necessidades de saúde pública.
O iodo segue um ciclo biogeoquímico complexo entre os oceanos, a atmosfera, os solos e os organismos vivos. Os oceanos constituem o principal reservatório de iodo na Terra, contendo cerca de 60 bilhões de toneladas de iodo dissolvido. As algas marinhas concentram massivamente o iodo, atingindo fatores de concentração de 10.000 a 30.000 vezes em relação à água do mar.
As algas laminárias (kelp) liberam compostos orgânicos voláteis de iodo como o iodometano (CH₃I) e o diiodometano (CH₂I₂) na atmosfera, contribuindo significativamente para o transporte de iodo para os continentes. Estas emissões biogênicas representam cerca de 1-2 milhões de toneladas de iodo por ano na forma de compostos orgânicos voláteis. Estes compostos também participam na química atmosférica, influenciando a formação de aerossóis e nuvens.
Nos continentes, o iodo é geralmente deficiente nos solos, particularmente em regiões montanhosas, glaciais e continentais distantes do mar, onde os depósitos atmosféricos são baixos. A lixiviação pelas precipitações empobrece gradualmente os solos de iodo. As zonas costeiras recebem maiores aportes atmosféricos de iodo marinho, reduzindo as deficiências.
As plantas absorvem o iodo do solo principalmente na forma de iodato (IO₃⁻) e iodeto (I⁻), mas as concentrações são geralmente baixas, insuficientes para cobrir as necessidades humanas, exceto em regiões costeiras ou para produtos do mar. Esta deficiência natural de iodo em muitos ecossistemas terrestres explica a importância da fortificação alimentar e da iodação do sal.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
