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甲烷
結構最簡單的烷類 / 維基百科,自由的 encyclopedia
甲烷(英語:Methane),是結構最簡單的烴類,化學式為CH
4,由一個碳原子以及四個氫原子組成。它是天然氣的主要成分。甲烷在地球上有很高的相對豐度,使之成為很有發展潛力的一種燃料,但在標準狀態下收集以及存儲氣態的甲烷是一個十分有挑戰性的課題。
Quick Facts 甲烷, 識別 ...
甲烷 | |||
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IUPAC名 Methane[1][2] | |||
系統名 Carbane 碳烷(從不推薦[1]) | |||
別名 |
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識別 | |||
CAS編號 | 74-82-8 ![]() | ||
PubChem | 297 | ||
ChemSpider | 291 | ||
SMILES |
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Beilstein | 1718732 | ||
Gmelin | 59 | ||
3DMet | B01450 | ||
UN編號 | 1971 | ||
EINECS | 200-812-7 | ||
ChEBI | 16183 | ||
RTECS | PA1490000 | ||
KEGG | C01438 | ||
MeSH | Methane | ||
性質 | |||
化學式 | CH4 | ||
摩爾質量 | 16.04 g·mol−1 | ||
外觀 | 無色氣體 | ||
氣味 | 無味 | ||
密度 | 0.697 g/L(氣態,27 °C,1.8 atm) 0.716 g/L(氣態,0 °C,1 atm) 0.42262 g cm−3 (液態,-186 °C)[3] | ||
熔點 | -182 °C(90.7 K) | ||
沸點 | -161 °C(111.66 K) | ||
溶解性(水) | 22.7 mg L−1 | ||
溶解性 | 溶於乙醇、乙醚、苯、甲苯、甲醇、丙酮 | ||
log P | 1.09 | ||
kH | 14 nmol Pa−1 kg−1 | ||
結構 | |||
分子構型 | 正四面體 | ||
偶極矩 | 0 D | ||
熱力學 | |||
ΔfHm⦵298K | −74.87 kJ mol−1 | ||
ΔcHm⦵ | −891.1 to −890.3 kJ mol−1 | ||
S⦵298K | 186.25 J K−1 mol−1 | ||
熱容 | 35.69 J K−1 mol−1 | ||
危險性 | |||
警示術語 | R:R12 | ||
安全術語 | S:S2, S16, S33 | ||
歐盟分類 | ![]() | ||
GHS危險性符號![]() | |||
GHS提示詞 | DANGER | ||
H-術語 | H220 | ||
P-術語 | P210 | ||
NFPA 704 | |||
爆炸極限 | 4.4–17% | ||
相關物質 | |||
相關化合物 | |||
相關物質 | |||
相關烷烴、氫化物 | 乙烷、丙烷、甲矽烷、甲鍺烷、甲錫烷、鉛烷 | ||
相關化學品 | 甲醇、一氯甲烷、甲酸、甲醛 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
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在自然狀態下,甲烷可以在地底下或者海底找到,大氣中也含有甲烷,這些甲烷稱為大氣甲烷[5]。在原始大氣中,甲烷是主要成分之一。自1750年以來,地球大氣中的甲烷濃度增加了約150%,造成的全球暖化效應以及全球所有溫室氣體的20%(不包括水蒸氣)[6]。在太空中,不少星體的表面和大氣中也有甲烷。
甲烷的結構是由一個碳和四個氫原子透過sp3混成的方式化合而成,而且是所有烴類物質中,含碳量最小,且含氫量最大的碳氫化合物,因此甲烷分子的分子結構是一個正四面體的結構,碳大約位於該正四面體的幾何中心,氫位於其四個頂點,且四個碳氫鍵的鍵的鍵角相等、鍵長等長。標準狀態下的甲烷是一種無色無味的氣體[7]。一些有機物在缺氧情況下分解時所產生的沼氣主要成分就是甲烷。