მეთანი

არის ალკანების კლასის უმარტივესი წარმომადგენელი. მისი ქიმიური ფორმულაა${\displaystyle {\ce {CH4}}}$. მეთანი ეთანთან, პროპანთან და ბუტანთან ერთად არის ბუნებრივი აირის მთავარი კომპონენტი.

მეთანი
ზოგადი
სისტემური სახელწოდება	მეთანი
ტრადიციული სახელწოდება	მარშის გაზი, ნატურალური გაზი, ნახშირბადის ტეტრაჰიდრიდი, წყალბადის კარბიდი.
ქიმიური ფორმულა	${\displaystyle {\ce {CH4}}}$
მოლური მასა	16.043 გ/მოლი
ფიზიკური თვისებები
სიმკვრივე	0.657 (აირი, 25 °C, 1 ატმ): 0.717(აირი, 0 °C, 1 ატმ): 422.62 (თხევადი, −162 °C) გ/სმ³
თერმული თვისებები
დნობის ტემპერატურა	−182.5 °C
დუღილის ტემპერატურა	−161.5 °C
ხსნადობა ნივთიერებაში წყალი	22.7 გ/100 მლ
ხსნადობა ნივთიერებაში	იხსნება ეთანოლში, დიეთილის ეთერში, ბენზოლში, ტოლუოლში, მეთანოლში და აცეტონში. გ/100 მლ
სტრუქტურა
ჰიბრიდიზაცია	sp3
კოორდინაციული გეომეტრია	ტეტრაედრული
დიპოლური მომენტი	0 დ
კლასიფიკაცია
CAS	74-82-8

მეთანის მოლეკულას აქვს ტეტრაედრული ფორმა, რადგან ყველა წყალბადს ნახშირბადი ერთი და იმავე სიგრძის ბმებით უკავშირდება. მეთანს, ისევე როგორც ყველა ალკანს, აქვს sp³ ჰიბრიდიზაციის ტიპი.

ოთახის ტემპერატურაზე ჩვეულებრივი წნევის პირობებშში მეთანი არის უსუნო და უფერო აირი. ბუნებრივ აირს (მეთანს), რომელიც გამოიყენება სახლში, უმატებენ ოდორანტებს რათა აირის სუნი შესამჩნევი გახდეს გაჟონვის შემთხვევაში. ჩვეულებრივ უმატებენ ტერტ-ბუტილთიოლს(CH₃)₃CSH). მეთანის დუღილის ტემპერატურა −164 °C-ია ერთი ატმოსფერული წნევის პირობებში.

მეთანი საკმაოდ მდგრადი ნაერთია. არ შედის რეაქციაში ბრომიან წყალთან და არ აუფერულებს კალიუმის პერმანგანატის ხსნარს, მიზეზი შემდეგია: ნახშირბადი უკავშირდება ოთხ წყალბად ატომს ოთხი სიგმა ბმით (ანუ ნაერთი ნაჯერია), იმისათვის რომ მოხდეს ამ ხსნარების გაუფერულება საჭიროა ნაერთს გააჩნდეს მინიმუმ ერთი პი ბმა (ანუ ნაერთი უნდა იყოს უჯერი); ამ რეაქცია ეწოდება ჩანაცვლების რეაქცია, რომელიც არ ახასიათებს ალკანებს და ახასიათებს ალკენებსა და ალკინებს.

მეთანის მიღება ძირითადად ხდება ბუნებრივი აირისგან, ამიტომაც მისი ქიმიურად მიღება არამომგებიანია; ქიმიური გზებით ღებულობენ ლაბორატორიებში, ძირითადად კი ბუნებრივი აირის გამოხდით.

• მეთანის მიღება ხდება ნატრიუმის აცეტატის და ნატრიუმის ტუტის ნარევის გახურებით:

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

• სხვა ხერხით მეთნს იღებენ ალუმინის კარბიდზე წყლის მოქმედებით:

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

• მეთანის წვის რეაქცია:

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

• მეთანის რადიკალური რეაქცია:

მეთანის მოლეკულა რეაქციაში შედის ჰალოგენის ატომთან და ჰალოგენი ანაცვლებს წყალბადს.

X• + CH₄ → HX + CH₃•
CH₃• + X₂ → CH₃X + X•

რეაქციაში X-ი არის ფტორი, ქლორი, ბრომი ან იოდი. ამ რადიკალურ რეაქციას „თავისუფალი რადიკალური ჰალოგენირება ეწოდება“. იგი აუცილებლად უნდა მიმდინარეობდეს ულტრაიისფერი (UV) დასხივების პირობებში, სხვაგვარად რეაქცია არ წარიმართება. რეაქციის მექანიზმი შემდეგში მდგომარეობს: UV დასხივების შედეგად ჰალოგენის ორი ატომი შორდება ერთმანეთს და წარმოიქმნება ატომური ჰალოგენის რადიკალი; ჰალოგენის ატომები უფრო იოლად შორდებიან ერთმანეთს ვიდრე მეთანში წყალბადი ცენტრალურ ნახშირბად არტომს.

რეაქცია მიმდინარეობს ოთხ ეტაპად. მისი პროდუქტებია:

• პირველ ეტაპზე — მონოჰალომეთანი;
• მეორე ეტაპზე — დიჰალომეთანი;
• მესამე ეტაპზე — ტრიჰალომეთანი;
• მეოთხე ეტაპზე — ტეტრაჰალომეთანი.

მეთანი ძირითადად გამოიყენება სახლში, გასქურებში, წყლის თუ სახლის გამათბობლებში, ასევე ავტომობილებში, ტურბინებში. მეთანის და თხევადი ჟანგბადის ნარევი გამოიყენება სარაკეტო საწვავში.