甲烷氯化物的元素化合价

发布网友发布时间：2022-04-25 23:00

共1个回答

热心网友时间：2023-10-16 20:35

甲烷氯化物的结构几乎相同，都是甲烷分子中的H原子被Cl原子取代所成。然而，在这四种甲烷氯化物以及甲烷本身中，碳元素的化合价却有所差别。
首先说一下甲烷，其结构式为1个碳原子分别与4个氢原子以共价键（两个或多个原子共同使用它们的外层电子，简而言之就是共用电子对）的方式“相连”，因为C的电负性（两个不同原子形成化学键时吸引电子能力的相对强弱，其数值越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强）为2.55，大于H的2.20，所以C—H键的共用电子对偏向C原子。因为每个电子带一单位负电荷，故每个C—H键会给C原子提供1单位负电荷（共用电子对由二者分别提供1个电子组成，为了方便、通俗地说明，这里采取了这种较不规范的说法），甲烷分子*有4个C—H键，因此C原子共接受了4个共用电子对，也就是4单位负电荷。所以甲烷分子中的C显-4价，H显+1价。
一氯甲烷的是甲烷分子中的一个H原子被Cl2中的Cl原子取代所生成的。看起来其与甲烷分子结构相同，所以元素的化合价也应相同，其实不然，原因在于Cl的电负性为3.16，远大于C的2.55，所以C—Cl键中，共用电子对反而偏向Cl原子，因此会给C原子提供1正电荷（相反地，给Cl原子提供1单位负电荷）。其余三个C—H键分别给C原子提供1单位负电荷，这样C原子共有(3-1=)2单位负电荷。因此一氯甲烷分子中，C显-2价，H显+1价，Cl显-1价。
二氯甲烷中，2个C—Cl键带给C原子的正电荷恰好被2个C—H键带来的负电荷抵消。故在二氯甲烷分子中，C显0价，H显+1价，Cl显-1价。
三氯甲烷则是有3个C—Cl键，1个C—H键，所以C原子共有2个正电荷。所以在三氯甲烷分子中，C显+2价，H显+1价，Cl显-1价。
四氯甲烷（CCl4）是CH4中的H原子全部被Cl2中的Cl原子取代而成，四个键均为C—Cl键。因此在四氯甲烷分子中，C显+4价，Cl显-1价。
综上所述，在甲烷及其氯化物中，H均显+1价，Cl均显-1价，而C存在-4、-2、0、+2、4的变价，不能因为结构相似就混为一谈。