甲烷

甲烷
IUPAC名 methane
别名	天然气、沼气、生物气
识别
CAS号	74-82-8
SMILES	C
InChI	1/CH4/h1H4
性质
化学式	CH4
摩尔质量	16.0425 g·mol−1
外观	无色气体
密度	0.717 kg/m3 (气)
熔点	-182.5 °C（91 K）
沸点	-161.6 °C（112 K）
溶解度（水）	3.5 mg/100 mL (17 °C)
危险性
欧盟危险性符号 极易燃 F+
警示术语	R：12
安全术语	S：2-9-16-33
NFPA 704	4 1 0
闪点	-188 °C
相关物质
相关氢化物	甲硅烷、甲锗烷
相关化学品	甲醇、一氯甲烷、甲酸、甲醛
若非注明，所有数据来自25 ℃，100 kPa。

甲烷，化學式CH₄，是最簡單的烴（碳氫化合物）：由一个碳和四个氢原子组成。在标准状态下甲烷是一無色氣體。一些有機物在缺氧情況下分解時所產生的沼氣其實就是甲烷。从理论上说，甲烷的键线式可以表示为一个点“·”,但实际并没有看到过有这种用法，可能原因是，“·”号同时可以表示电子。

來源

甲烷是天然氣的最主要成分，是一種很重要的燃料。同時它也是一種溫室氣體：其全球變暖潛能為21（即它的暖化能力比二氧化碳高二十一倍）。

它主要的來源有：

• 有機廢物的分解
• 天然源頭（如沼澤）：23%
• 化石燃料：20%
• 動物（如牛）的消化過程：17%
• 稻田之中的細菌：12%
• 生物物質缺氧加熱或燃燒

特徵

甲烷是天然氣的主要成分，約佔了87%。在標準壓力的室溫環境中，甲烷無色、無味；家用天然氣的特殊味道，是為了安全而添加的人工氣味，通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在一大氣壓力的環境中，甲烷的沸點是−161 °C。空氣中的瓦斯含量只要超過5%～15%就十分易燃。液化的甲烷不會燃燒，除非在高壓的環境中（通常是4～5大氣壓力）。中国国家标准规定，甲烷气瓶为棕色，白字。

可能對健康造成的影響

甲烷並非毒氣；然而，其具有高度的易燃性，和空氣混合時也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部份含卤素之化合物接觸會有極為猛烈的反應。甲烷同時也是一種窒息劑，在密閉空間內可能會取代氧氣。若氧氣被甲烷取代後含量低於19.5%時可能導致窒息。當有建築物位於垃圾掩埋場附近時，甲烷可能會滲透入建築物內部，讓建物內的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建築物在地下室設有特別的回復系統，會主動捕捉甲烷，並將之排出至建築物外。

化學反應

• 燃燒（氧化反应）

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

• 與鹵素的化學反應：當甲烷與氯在黑暗中混合時，兩者不會產生化學反應，如果把混合物加熱或以紫外光照射，以下反應（取代反应）會發生：

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

反應的產物含有此四種氯化甲烷，由上至下四種產物名稱分別為：一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷（四氯化碳），四者的比例視甲烷與氯的比例。

甲烷可與溴產生類似反應。甲烷與氟的反應十分猛烈，如果先用稀有氣體稀釋兩者才在特定的儀器內進行反應，也可得出類似反應。甲烷與碘不會直接產生反應，可以用溴化碘等代替进行碘化。

参见

• 甲基，由甲烷衍生出的官能团
• 產甲烷作用
• 可燃冰