Question

在所有的有机物中,碳原子都是四价的吗

最好能详尽的解释以下原因

Answer 1

有机物中碳元素的化合价

1.碳元素的四价规则

（1）碳原子的最外层上的电子数目为4，最多有四次成键的机会。

（2）有机物中的碳原子能且只能成键4次。

2.碳元素成键时电子云的重叠方式（头碰头—σ键、肩并肩—л键）

（1）σ键——电子云头碰头重叠，重叠程度大，可绕键轴旋转。稳定，能发生取代。

（2）л键——电子云肩并肩重叠，重叠程度小，不能旋转。易断裂，易发生加成反应、加聚反应、聚合反应。

3.有机物中碳原子的成键类型（单键、双键、叁键）

（1）单键——就是一个σ键。常见的有：C-H、C-O、C-C、C-X

（2）双键——一个σ键和一个л键，л键易断裂，能发生加成反应和加聚反应。常见的有：C=C、C=O

（3）叁键——一个σ键和二个л键，л键易断裂，但比一个л键牢固些，能发生加成反应和聚合反应。常见的有：C≡C、C≡N
碳原子一般是四价的，这就需要4个单电子，但是其基态只有2个单电子，所以成键时总是要进行杂化。最常见的杂化方式是sp3杂化，4个价电子被充分利用，平均分布在4个轨道里，属于等性杂化。这种结构完全对称，成键以后是稳定的σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。金刚石中所有碳原子都是这种以此种杂化方式成键。烷烃的碳原子也属于此类。

根据需要，碳原子也可以进行sp2或sp杂化。这两种方式出现在成重键的情况下，未经杂化的p轨道垂直于杂化轨道，与邻原子的p轨道成π键。烯烃中与双键相连的碳原子为sp 2杂化。

由于sp2杂化可以使原子共面，当出现多个双键时，垂直于分子平面的所有p轨道就有可能互相重叠形成共轭体系。苯是最典型的共轭体系，它已经失去了双键的一些性质。石墨中所有的碳原子都处于一个大的共轭体系中，每一个片层有一个。

化合物

碳的化合物中，只有以下化合物属于无机物：

碳的氧化物、硫化物：一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、二硫化碳(CS2)、碳酸盐、碳酸氢盐、氰一系列拟卤素及其拟卤化物、拟卤酸盐：氰(CN)2、氧氰，硫氰。

其它含碳化合物都是有机化合物。由于碳原子形成的键都比较稳定，有机化合物中碳的个数、排列以及取代基的种类、位置都具有高度的随意性，因此造成了有机物数量极其繁多这一现象，目前人类发现的化合物中有机物占绝大多数。有机物的性质与无机物大不相同，它们一般可燃、不易溶于水，反应机理复杂，现已形成一门独立的分科 有机化学。

碳元素的化合价

C—X中C为+1价，C—O中C为+1价，C—N中C为+1价，C=O中C为+2价，C≡N中C为+3价。

碳原子与碳原子相结合时均为0价，C—C、C=C、C≡C中全为0价。

根据有机物的分子结构确定C元素的化合价。

Answer 2

（1）碳元素只有同氢元素结合时才显负价，即C—H中C为-1价。

（2）碳元素同其它非金素元素结合时都显正价，如：C—X中C为+1价，C—O中C为+1价，C—N中C为+1价，C=O中C为+2价，C≡N中C为+3价。

（3）碳原子与碳原子相结合时均为0价，即C—C、C=C、C≡C中全为0价。

（4）根据有机物的分子结构确定C元素的化合价。

（5）根据有机物的分子式计算C元素的表观化合价。

Answer 3

是的。只有达到4价才最稳定。

Answer 4

是的