Alcane
Le méthane ne contient que des liaisons simples.
Il est le premier membre de la famille des alcanes : hydrocarbures saturés à liaisons σ C–H et C–C.
Composé moléculaire · alcane · hydrocarbure
Méthane
CH₄
Le méthane est CH₄, le plus simple des alcanes. Le carbone est entouré de quatre hydrogènes dans une géométrie tétraédrique. Les quatre directions C–H sont équivalentes, ce qui rend la molécule globalement apolaire.
Distinction de matériau : le gaz naturel est un mélange dont le méthane est souvent le principal constituant ; ce n’est pas une autre formule pour CH₄ pur.
Essentiel
CH₄ possède quatre directions C–H tétraédriques.
Placer les quatre hydrogènes dans un plan déformerait le modèle. La géométrie tridimensionnelle minimise les répulsions entre les quatre directions de liaison.
En détail
L’angle tétraédrique idéal H–C–H est d’environ 109,5°.
Les quatre liaisons C–H sont équivalentes et orientées vers les sommets d’un tétraèdre régulier autour du carbone.
Symétrie
Les contributions des quatre liaisons se compensent.
Même si une liaison C–H peut être décrite comme faiblement polarisée, la symétrie de CH₄ annule les contributions vectorielles à l’échelle moléculaire.
Comprendre
La combustion complète transforme CH₄ et O₂ en CO₂ et H₂O.
L’équation CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O est un bilan global équilibré. Elle conserve C, H et O, mais ne décrit pas le réseau complexe d’étapes radicalaires d’une flamme.
Combustion incomplète
Les produits dépendent des conditions d’oxygénation et de mélange.
Quand l’oxydation n’atteint pas complètement CO₂, du CO et du carbone particulaire peuvent apparaître parmi d’autres produits.
Identifiants de référence
Identité chimique du méthane.
| Formule | CH₄ |
|---|---|
| CAS | 74-82-8 |
| PubChem CID | 297 |
Approfondir
Nuances sur le modèle tétraédrique.
Pourquoi quatre liaisons donnent-elles un tétraèdre ?
Quatre directions équivalentes autour d’un centre se séparent au maximum selon la géométrie tétraédrique.
Le méthane possède-t-il des liaisons sp³ « réelles » ?
L’hybridation sp³ est un modèle orbital très utile pour rationaliser la géométrie ; ce n’est pas la seule manière quantique de décrire la densité électronique.
L’équation de combustion est-elle une étape unique ?
Non. Une flamme réelle implique de nombreuses réactions élémentaires et des espèces radicalaires.
Éléments constitutifs