甲烷的化学式为CH4而不是CH2，是因为甲烷分子中碳原子必须与四个氢原子形成共价键。
碳原子的电子排布是2s22p2，其中2s轨道上有两个电子，2p轨道上有两个电子。
在能量更低的状态下，碳原子会通过杂化形成四个等价的sp3杂化轨道。
这四个轨道的方向性使得它们能够和四个氢原子的1s轨道形成sigma键，达到化学键的稳定状态。
因此，每个甲烷分子中必须有四个氢原子与一个碳原子结合，每个氢原子提供一个电子与碳原子进行共享。
所以化学式为CH4，表示了碳原子与四个氢原子之间的共价键数量。
因此，甲烷的化学式为CH4是符合原子价的规则和化学键的理论的。
这种化学式能够清晰地表达甲烷分子中碳原子和氢原子的相对数量和结构。
化学式的表示方法有其规则和原则，CH4是按照这些规则和原则得到的结论。