小議離子型金屬碳化物

文章編號：1005－6629(2006)12－0058－01中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

1結構

離子型金屬碳化物又稱類鹽碳化物，一般是由電負性較低的金屬元素與碳元素形成，其中碳以陰離子形式存在，屬于離子型化合物。如CaC₂的電子式為： ，Li2C₂的電子式為：

主要的碳陰離子有C4-、C₂-2[結構式為(C≡C)2-]、C4-3[結構式為(C=C=C)4-]等。含C4-的碳化物有Be₂C、Al₄C₃等，它們在水解時生成CH₄，故又稱甲烷化物；含C₂-2的碳化物有Na2C₂、Li2C₂、CaC₂、Ag2C、ZnC₂等，它們在水解時生成乙炔，故又稱乙炔化物：含C4-3的碳化物有Mg₂C₃，它水解生成C₃H4。

2存在形式

離子型金屬碳化物通常只能以干態的固體形式存在。

3與水反應的實質

離子型金屬碳化物中的金屬陽離子結合水電離出的OH-生成金屬氫氧化物，碳陰離子結合水電離出的H+形成碳氫化合物，即：金屬碳化物+水→金屬氫氧化物＋碳氫化合物。

4與水反應生成烴的分子式的確定

(1)守恒法(或叫配平法)

如Al₄C₃+H₂O→Al(OH)₃↓+_____，先配平“Al”得“4Al(OH)₃”，再配平“O”得“12H₂O”，最后根據“C”和“H”守恒得“C₃H12”，根據兩種原子個數比所滿足的關系來確定烴的分子式為CH₄，即Al₄C₃+12H₂O→4Al(OH)₃↓+3CH₄。

(2)價態法

由于反應實質是水解，因而各元素的化合價不變。通常有三種方法：

①整體價態法：根據金屬碳化物中碳負離子(多個碳原子形成的原子團)的化合價來確定烴分子中氫原子數目。如從CaC₂來看：CaC₂→C₂H₂，類比可知：ZnC₂→C₂H₂，Al₄C₃→C₃H12→3CH₄，Mg₂C₃→C₃H4，Li2C₂→C₂H₂。

②平均價態法：根據金屬碳化物中碳元素的平均價態來直接確定烴的分子式。如從CaC₂→C₂H₂(只有C₂H₂中碳元素平均為-1價)，Al₄C₃→3CH₄(只有CH₄中碳元素為-4價)。

(3)匹配法：根據碳負離子(原子團)所帶電荷來確定生成的烴分子中氫原子數目。如從Ca2+C₂-2→C₂H₂中，Mg₂-2C4-3→C₃H4。

方法(2)與(3)在本質上是相同的，方法(2)是從原子團的化合價來分析，而方法(3)是從原子團所帶電荷來分析。原子團化合價與其所帶電荷在數值上是一致的。

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