CH4 – Metan

Còn gọi là: khí thiên nhiên, khí bùn ao (thành phần chính)

Tên theo chương trình 2018: methane

Phân tử khối
16
Loại
Hợp chất hữu cơ
Trạng thái
Khí
Màu sắc
Không màu, không mùi
Tính tan
Rất ít tan trong nước

Cấu tạo

Alkane đơn giản nhất: nguyên tử C lai hoá sp³, bốn liên kết C–H giống nhau hướng về bốn đỉnh của tứ diện đều, góc liên kết 109,5°. Chỉ có liên kết đơn (σ) bền nên methane khá trơ ở nhiệt độ thường.

Tính chất hoá học

Alkane: phản ứng thế với halogen, phản ứng cháy, phản ứng phân huỷ ở nhiệt độ cao; bền với acid, kiềm, dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường.

  • Thế với chlorine (ánh sáng khuếch tán, thế lần lượt từng H): CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (ánh sáng); CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl (ánh sáng).
  • Cháy hoàn toàn (ngọn lửa xanh nhạt, toả nhiều nhiệt): CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.
  • Nhiệt phân: 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂ (1500 °C, làm lạnh nhanh); CH₄ → C + 2H₂ (t°, sản xuất muội than).
  • Với hơi nước (sản xuất H₂ và khí tổng hợp): CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ (t°, xúc tác Ni).

Điều chế

Trong tự nhiên: khí thiên nhiên, khí mỏ dầu, khí biogas. Phòng thí nghiệm: nung sodium acetate với vôi tôi xút: CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃ (CaO, t°); hoặc Al₄C₃ + 12H₂O → 3CH₄ + 4Al(OH)₃.

Ứng dụng

Nhiên liệu (khí thiên nhiên, khí nén CNG, biogas); nguyên liệu sản xuất H₂, acetylene, methanol, muội than, dẫn xuất halogen, khí tổng hợp cho công nghiệp hoá chất.

Nhận biết

Khí không màu, không làm mất màu nước bromine và dung dịch KMnO₄ (phân biệt với ethylene, acetylene); cháy cho ngọn lửa xanh nhạt, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong.

Phản ứng tiêu biểu

Cùng nhóm hợp chất hữu cơ

Xem tất cả hợp chất →