化学自习室移动版

1结构

离子型金属碳化物又称类盐碳化物，一般是由电负性较低的金属元素与碳元素形成，其中碳以阴离子形式存在，属于离子型化合物。如CaC₂的电子式为：

主要的碳阴离子有C^4－、C₂^2－[结构式为(C≡C)₂^2－]、C₃^4－[结构式为(C=C=C)₃^4－]等。含C^4－的碳化物有Be₂C、Al₄C₃等，它们在水解时生成CH₄，故又称甲烷化物；含C₂^2－的碳化物有Na₂C₂、Li₂C₂、CaC₂、Ag₂C、ZnC₂等，它们在水解时生成乙炔，故又称乙炔化物：含C₄^3－的碳化物有Mg₂C₃，它水解生成C₃H₄。

2存在形式

离子型金属碳化物通常只能以干态的固体形式存在。

3与水反应的实质

离子型金属碳化物中的金属阳离子结合水电离出的OH^－生成金属氢氧化物，碳阴离子结合水电离出的H^＋形成碳氢化合物，即：金属碳化物＋水→金属氢氧化物＋碳氢化合物。

4与水反应生成烃的分子式的确定

(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”，最后根据“C”和“H”守恒得“C₃H₁₂”，根据两种原子个数比所满足的关系来确定烃的分子式为CH₄，即Al₄C₃＋12H₂O→4Al(OH)₃↓＋3CH₄。

(2)价态法

由于反应实质是水解，因而各元素的化合价不变。通常有三种方法：

①整体价态法：根据金属碳化物中碳负离子(多个碳原子形成的原子团)的化合价来确定烃分子中氢原子数目。如从CaC₂来看：CaC₂→C₂H₂，类比可知：ZnC₂→C₂H₂，Al₄C₃→C₃H₁₂→3CH₄，Mg₂C₃→C₃H₄，Li₂C₂→C₂H₂。

②平均价态法：根据金属碳化物中碳元素的平均价态来直接确定烃的分子式。如从CaC₂→C₂H₂(只有C₂H₂中碳元素平均为－1价)，Al₄C₃→3CH₄(只有CH₄中碳元素为－4价)。

(3)匹配法：根据碳负离子(原子团)所带电荷来确定生成的烃分子中氢原子数目。如从Ca²⁺C₂^2－→C₂H₂中，Mg²⁺₂C₃^4－→C₃H₄。

方法(2)与(3)在本质上是相同的，方法(2)是从原子团的化合价来分析，而方法(3)是从原子团所带电荷来分析。原子团化合价与其所带电荷在数值上是一致的。