为什么CH4比NH3更稳定：C的非金属性比N弱的原因

在学了元素周期律后，会得出下列结论：元素非金属性越强，其气态氢化物的稳定性也越强。例如，碳元素的非金属性比氮元素弱，故NH 3比CH 4更稳定。

上科版高中化学教材中写道：CH 4在隔绝空气的条件下加热到1 000℃以上才能分解生成炭黑和氢气。华东师范大学等校编写的《无机化学》教材中提供的氨气热分解温度是497℃。从实验事实角度分析，CH 4比NH 3更稳定。

那么，C的非金属性比N弱，为什么CH 4比NH 3稳定？

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解释一：与热稳定性定义的界定有关。

对有多根共价键形成的非金属氢化物而言，热稳定性可以指断裂第一根共价键，也可以理解为断裂全部共价键。下表分别是氨气（如表7所示）和甲烷（如表8）断裂共价键的键能。

表7　氨气的键能

表8　甲烷的键能

由表中数据可知，甲烷和氨气的热稳定性取决于第一根共价键的断裂。(www.xing528.com)

氨气的第一根共价键键能435 kJ/mol＞甲烷的第一根共价键键能432 kJ/mol。所以，氨气的热稳定性较强，与元素周期律推断的结论一致。

如果从所有共价键全部断裂角度分析其稳定性。

甲烷的平均键能416 kJ/mol＞氨气的平均键能391 kJ/mol

甲烷的热稳定性较强，与甲烷、氨气分解温度的实验事实一致。

解释二：与分子空间结构有关。

在甲烷分子中，碳原子采取等性sp3杂化轨道形成共价键。分子呈正四面体形，具有高度的空间对称性，所以具有较大的稳定性。

在氨分子中，氮原子采取不等性sp3杂化轨道形成共价键，分子中有一对孤对电子对和3根共价单键。由于孤对电子对与成键电子对之间的排斥作用，分子呈三角锥形。这种结构使氨分子有相当大的极性，使N—H键之间具有一定的排斥作用。

因此，同周期元素的共价型氢化物由于RH n分子中n的不同，分子构型不同，气态氢化物的热稳定性不仅与元素的非金属性有关，还与整个分子的结构有关。类似的“反常”现象还有SiH 4—H 2S—PH 3，它们的热稳定性逐渐减弱，也不符合元素非金属性的递变性。