L'iode appartient à la famille des halogènes. Les atomes de cette famille ont 7 électrons dans leur couche externe et sont typiquement des éléments non métalliques, ce qui les rend très réactifs chimiquement et leur permet d'interagir avec la plupart des métaux et des non-métaux. Le plus petit et le plus "rebelle" des halogènes est le fluor : son gaz est très toxique et corrosif, capable de corroder même l'or. Le « numéro trois », le chlore, est également un gaz toxique et a été la première arme chimique utilisée dans les guerres. Le « numéro deux », le brome, est un liquide toxique à température ambiante. Il peut provoquer des brûlures et de vives douleurs s'il entre en contact avec la peau, et il est difficile à traiter. Le « grand frère », l'iode, est beaucoup plus doux. À température ambiante, il se présente sous forme de cristaux violet-noir, mais possède une propriété particulière : la sublimation (passage direct de l'état solide à l'état gazeux). Il a tendance à « disparaître ». Cependant, il faut faire attention, car les vapeurs d'iode sont également toxiques.
L'iode a également la capacité de changer de couleur, ce qui lui a valu le surnom de « le roi du changement de couleur ». Bien que les cristaux d'iode soient violet-noirs, ils se transforment en jaune-brun lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, en violet-rouge dans l'acétate d'éthyle ou le benzène, et en d'autres couleurs (bleu, violet, rouge, noir, jaune) lorsqu'ils rencontrent de l'amidon. Cela est dû au fait que l'iode réagit avec ces substances pour former divers composés. Étant donné que l'iode est un élément assez volumineux et que la charge de ses électrons est instable, les composés formés ont des « centres de gravité » différents, ce qui se traduit par différentes couleurs.
Voyons maintenant le « spectacle » de changement de couleur de l'iode ! Sur du papier blanc, déposez quelques gouttes d'iode alcoolique. Le papier laissera une tache brune d'iode alcoolique. Après 1 à 2 minutes sur la table, la couleur brune s'effacera progressivement pour devenir grise ou noire. Si vous placez le papier sur un couvre-feu en acier inoxydable chaud pour en retirer l'eau (ou le sécher au-dessus d'une flamme de bougie), le noir s'effacera progressivement pour devenir un brun plus clair. En refroidissant le papier à température ambiante et en soufflant dessus (pour réhydrater le papier), le brun clair redeviendra gris ou gris-noir. Enfin, en immergeant le papier dans un petit bol d'eau, le gris-noir s'effacera progressivement pour devenir bleu. Savez-vous ce qui s'est passé ?
Les changements de couleur mentionnés ci-dessus sont pour la plupart des réactions chimiques, et chacun d'entre eux peut être vérifié par des expériences de contrôle appropriées. Pour le premier changement de couleur, comparez quelques gouttes d'iode alcoolique déposées sur du papier blanc et sur une plaque de verre. La tache brune sur la plaque de verre s'effacera progressivement, ce qui montre que le noir sur le papier n'est pas dû à l'évaporation de l'alcool dans l'iode alcoolique, mais à une réaction chimique avec la formation de nouveaux composés.
L'iode a de nombreuses autres capacités de changement de couleur, qui sont liées à sa « grande taille » et au nombre et à la disposition des électrons en dehors de son noyau. L'atome d'iode a 53 électrons en dehors de son noyau, et donc plusieurs couches électroniques, dont la dernière contient 7 électrons. Cela permet à l'iode de gagner ou de perdre des électrons dans les réactions chimiques, et donc d'être un oxydant, un réducteur ou un catalyseur. L'iode peut gagner un électron pour former l'ion iode ; l'ion iode peut se combiner avec le iode pour former le triiodure ; et il peut former divers composés de coordination et de complexation de l'iode. L'iode peut perdre 1, 3 ou 5 électrons, ce qui donne lieu à un nombre encore plus grand de produits colorés.