CH4molekyyli

CH4molekyyli, tunnettu nimellä metaani, on yksinkertaisin alkaani ja keskeinen hiilivety, jonka kemiallinen kaava on CH4. Se esiintyy luonnossa pääasiassa luonnonkaasuna ja syntyy sekä biologisissa että geologisissa prosesseissa sekä teollisesti. Metaani on tärkeä sekä energianlähde että raaka-aine kemianteollisuudessa.

Rakenteeltaan CH4 muodostuu yhdestä hiiliatomista, johon on kytketty neljä identtistä C-H-sidosta. Sp3-hybridisaation vuoksi molekyyli on tetrahedraalinen ja sen symmetria kuuluu Td-ryhmiin. C-H-sidokset ovat pituudeltaan noin 1,09 Å, ja kulma on noin 109,5°. Molekyyli on epäpolaarinen, ja sen dipolip-momentti on käytännössä nolla.

Fysikaaliset ominaisuudet: CH4 on huoneenlämpötilassa kaasu. Normaali kiehumispiste on noin −161,5 °C ja sulamispiste noin −182 °C. Sen molaarinen massayksikkö on noin 16,04 g/mol. Metaani on väritön, hajuton ja erittäin helposti syttyvä kaasu. Ominaisuutena se on sekä merkittävä kasvihuonekaasu ilmakehässä että polttoaine.

Käyttö ja reaktiot: Metaani palaa täydellisesti hapen kanssa muodostaen CO2:n ja veden: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O, vapauttaen paljon lämpöä. Sitä tuotetaan sekä biologisesti (biokaasua ja metanogeneesia) että teollisesti, esimerkiksi höyryreformoinnilla maakaasusta tai biomassasta. Metaania käytetään laajasti energiana sekä raaka-aineena monien kemikaalien synteesissä.