Метан
Метан (CH4) је угљоводоник. Страница повезује састав, хемијске везе и мерљива својства да би било јасно зашто се супстанца понаша на одређени начин.
Основни подаци
Шта тачно говори формула
Једна формулска јединица CH4 садржи 1 × угљеник (C), 4 × водоник (H). Збир релативних атомских маса даје моларну масу приближно 16.043 g/mol. Индекси у формули означавају број атома, а не набоје или оксидациона стања.
Масени удели елемената
Састав се може читати и по маси. Највећи допринос у овој формулској јединици даје угљеник (C, 74.9 %); удели зависе и од атомских маса и од броја атома у формули.
| Елементи у формули | # | % m/m |
|---|---|---|
| угљеник (C) | 1 | 74.9 % |
| водоник (H) | 4 | 25.1 % |
Грађа и хемијске везе
Метан има тетраедарску геометрију са четири еквивалентне везе C–H. Молекул је симетричан и готово неполаран, па међу молекулима преовлађују дисперзионе силе. Слабе међумолекулске силе су један од разлога што је метан на собној температури гас.
При тумачењу својстава формулу не треба одвајати од грађе. Исти елементи у другачијем распореду могу дати другу супстанцу, а исти број атома сам по себи не одређује геометрију, поларност ни агрегатно стање. Модел веза зато повезује запис формуле са посматраним понашањем.
Приказ грађе и својстава
Хемијско понашање
При потпуном сагоревању важи CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. При недостатку кисеоника могу настати угљен-моноксид или чађ, па се „сагоревање метана“ не може описати без услова довода кисеоника и мешања.
При коришћењу бројчаних података увек треба навести услове. Густина, растворљивост, притисак паре и агрегатно стање могу се мењати са температуром, притиском или саставом раствора. Хемијска једначина приказује стехиометрију и запис смера, али сама по себи не одређује брзину ни механизам реакције. Зато табеларну вредност треба читати заједно са условима, а једначину са хемијским моделом који објашњава посматрано понашање.
Где се супстанца среће
- Метан је главна компонента природног гаса и важно гориво; енергетска искористивост зависи од сагоревања и губитака.
- Метан је и сировина за производњу водоника, синтезног гаса и других основних хемикалија.
- Метан је снажан гас стаклене баште, па цурење у атмосферу има другачији значај од контролисаног сагоревања.
Безбедност и правилан контекст
Метан је веома запаљив и са ваздухом може створити експлозивне смеше. Није јак хемијски отров, али у високим концентрацијама истискује кисеоник; зато су контрола цурења и извора паљења кључни.
Важно поређење
Метан је неполарни гас без групе –OH, а етанол поларна течност са водоничним везама. Једна хидроксилна група снажно мења тачку кључања, растворљивост и реактивност.
Сродна супстанца: Етанол. Поређење помаже да се слична формула или примена не помешају са стварном молекулском односно јонском грађом.