甲烷分子结构

甲烷化学式怎么写甲烷是最简单的有机物，在自然界的分布很广，那么你知道甲烷的化学式是怎么写的吗?不知道也没关系，今天小编在这给大家整理了甲烷的化学式以及相关资料，接下来随着小编一起来看看吧!甲烷的化学式以及简介甲烷，化学式CH4，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。

在标准状态下甲烷是一无色无味气体。

一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。

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。

所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。

甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。

●甲烷物理性质和化学性质物理性质：甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分，化学符号为CH?。

甲烷为无色、无臭、易燃气体。

分子量16.04，沸点-161.49℃,蒸气密度0.55g/L,饱和空气浓度100%,爆炸极限4.9%～16%,水中溶解度极小为0.0024g%(20℃)。

化学性质：甲烷具有极大的化学稳定性，不与酸、碱、氧化剂、还原剂起作用。

但甲烷中的氢原子可被卤素取代而生成卤代烷烃。

●甲烷的取代反应甲烷的卤化中，主要有氯化、溴化。

甲烷与氟反应是大量放热的，一旦发生反应，大量的热难以移走，破坏生成的氟甲烷，只得到碳和氟化氢。

因此直接的氟化反应难以实现，需用稀有气体稀释。

碘与甲烷反应需要较高的活化能，反应难以进行。

因此，碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。

但它的逆反应却很容易进行。

以氯化为例：可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡，有白雾生成，试管内壁上有油状液滴生成，这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。

甲烷的化学式_甲烷化学式怎么写甲烷是最简单的有机物，在自然界的分布很广，那么甲烷的化学式是怎么写的呢?今天小编在这给大家整理了甲烷的化学式，接下来随着小编一起来看看吧!中文名甲烷英文名methane别称碳烷化学式CH?分子量16.043 [2]CAS登录号74-82-8熔点-182.5℃沸点-161.5℃水溶性难(常温常压0.03)密度0.42(-164℃)(标准情况)0.717g/L外观常温下为无色无气味气体闪点-188℃简介甲烷，化学式CH4，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。

在标准状态下甲烷是一无色无味气体。

一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。

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。

所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。

甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。

化学性质与反应编辑通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。

但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。

取代反应甲烷的卤化中，主要有氯化、溴化。

甲烷与氟反应是大量放热的，一旦发生反应，大量的热难以移走，破坏生成的氟甲烷，只得到碳和氟化氢。

因此直接的氟化反应难以实现，需用稀有气体稀释。

碘与甲烷反应需要较高的活化能，反应难以进行。

因此，碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。

但它的逆反应却很容易进行。

以氯化为例：可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡，有白雾生成，试管内壁上有油状液滴生成，这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。

甲烷知识介绍甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分。

也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。

它可用来作为燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

甲烷，化学式CH4，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，分子结构呈正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。

在标准状态下甲烷是一无色无味气体。

一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。

甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。

天王星的大气层也存在甲烷和氢气。

据德国核物理研究所的科学家经过试验发现，植物和落叶都产生甲烷，而生成量随着温度和日照的增强而增加。

另外，植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。

他们经过估算认为，植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。

行星中发现甲烷据国外媒体报道，美国天文学家19日宣布，他们首次在太阳系外一颗行星的大气中发现了甲烷，这是科学家首次在太阳系外行星探测到有机分子，从而增加了确认太阳系外存在生命的希望。

该小组还证实了先前的猜测，即这颗名叫HD 189733b的行星的大气中有水。

甲烷是创造适合生命存在的条件中，扮演重要角色的有机分子。

美国宇航局喷气推进实验室的天文学家，利用绕轨运行的“哈勃”太空望远镜得到了一张行星大气的红外线分光镜图谱，并发现了其中的甲烷痕迹。

甲烷最基本的氧化反应就是燃烧：CH4+2O2→CO2+2H2O甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧，甲烷的耗氧量最高。

点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。

倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。

甲烷空间结构甲烷，由12碳原子和14氢原子组成，是天然气的主要成分，也是最重要的能源来源之一。

因此，该物质的空间结构具有重要的理论意义和应用价值。

本文就甲烷分子的空间结构问题进行研究，详细介绍其在实验、理论和计算结构方面的研究结果。

甲烷分子的空间结构是由12碳原子和14氢原子组成的球形结构。

每个碳原子之间都有4个键，每个氢原子之间也有4个键，其中一对键有一对对称的轨道键，另一对键为不对称的轨道键。

每一对轨道键之间的角度约为109.5°。

每一对碳原子之间的距离约为0.1386 nm，每一对氢原子之间的距离约为0.0907 nm。

近年来，甲烷分子的空间结构通过实验方法和理论计算方法进行调查研究，取得了非常有意义的成果。

根据对分子自由度的考虑，实验关于甲烷分子结构的结论已经得到了支持。

Svensmark和安德森（Svensmark and Anderson）发现，甲烷的空间结构不是单一的弹性体，而是由多个不同的空间位置组成。

他们的研究表明，甲烷分子以类似四边形的形状组装在一起，这种状态的能量低于单一的球形结构。

借助理论计算技术，研究者们还设计出不同的甲烷结构，例如环状甲烷和环状偏甲烷。

环状甲烷形式中，氢原子被沿着双环堆叠起来，从而形成一种均匀环形结构，形式稳定，不容易发生变化。

此外，环状偏甲烷中，碳原子内藏一个氢原子，氢原子分布围绕碳原子，形成不对称的结构。

此外，甲烷分子的电荷分布也非常重要，电荷的分布对分子的能量有很大的影响。

研究者们发现，甲烷分子的电荷分布与其分子形状相关，即电荷在分子的外部分布，分子的内部分布是有序的，其中氢原子的电荷更紧凑，碳原子的电荷更疏松。

最后，要提及的是，甲烷分子的空间结构还受到航空燃油压力的影响，压力越高，空间结构就会变得越大。

例如，甲烷在压力较低的状态下，分子的结构趋于球形；当压力增加时，碳键的距离会增大，分子的结构趋于椭球形。

综上所述，甲烷的空间结构是由12碳原子和14氢原子组成的球形结构，空间结构受到空间自由度、电荷分布和压力的影响，可表现出多种空间形态。

甲烷球棍模型教学参考展示本模型，向学生讲述以下内容1,什么是分子模型：分子模型有多种形式，本模型属于球棍模型，每一根棍表示一个化学健，它能简明地表示原子间相互结合成分子的关系。

2，甲烷的分子结构：甲烷分子是正四面体结构：碳原子处于正四面体的中心，4个氢原子位于4个角点，每个碳氢键之间的夹角是109度28分，4个氢原子是等同的。

3，甲烷分子结构的重要性：甲烷是最简单的有机化合物，许多有机物都可看成是甲烷的衍生物：展示乙烷、乙醇，乙酸等的模型与甲烷的结构关系。

4，甲烷结构式的简单画法：通常，我们可以把甲烷的分子结构画成如下的形式：5，甲烷分子的形成过程：我们通过甲烷分子的形成过程，想对大家扩展一个重要的化学概念：杂化轨道。

这对于今后的学习是很有帮助的。

甲烷分子的形成过程，我们可以这样粗略地叙述：当碳氢原子相互接近时，为使两种原子更牢固地结合，碳原子最外层的2s轨道和3个2p轨道相互重新组合，形成我们称之为的“sp3杂化轨道”,这种杂化轨道是球形的s轨道和纺锤形的p 轨道重新组合成的4个新轨道，为了处于能量最低的位置，这4个轨道在空间分布成正四面体，每个氢原子都分别进入这四个轨道使相互的电子云达到最大限度的重叠而形成牢固的碳氢化学键，整个甲烷分子就形成了碳原子在中心，4个氢原子在顶点的正四面体结构。

6，上述过程用下面的图表示：在基态下，碳原子的电子层排布如下：S s电子云，呈球形，在各个方向伸展是相同的；左边三个是p电子云，呈纺锤形，在空间有x,y,z三个伸展方向：由于2s电子层和2p电子层的能量相近，当受到激发时，碳原子中的电子排布，变成了下面的情况：当受到激发时，就形成了四个相同的新轨道，其形状是1/4的s电子云和3/4的p电子云：这4个杂化轨道在空间成正四面体分布如下：这样的杂化轨道形成后，4个氢原子分别进入杂化轨道和碳原子相结合实现电子云的相互重叠而形成4个碳氢化学键：甲烷分子5，对于上述所说的杂化轨道理论，我们会问：○1碳原子是不是存在着一个真实的杂化轨道？答案是否定的，上述所讲的杂化理论是人们对于客观事实的一种分析，不是碳原子真正存在着杂化轨道。

甲烷杂化方式
甲烷杂化方式是sp3杂化，因为碳原子最外层有四个电子，同时形成了完全相同的四个碳氢键，所以可以推出四个电子sp3所在轨道进行了杂化。

甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。

在标准状态下甲烷是一无色无味气体。

甲烷是一种有机化合物，分子式是CH4，分子量为16.043。

甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小（含氢量最大）的烃。

甲烷在自然界的分布很广，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。

它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

答：选 C
2．下列各组物质中，组内各种物质都属于烃 的是（ ）。
分析：解本题的关键就是紧扣烃的概念。
答： B
3.在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气 混合充分反应后，得到的产物物质的量最多的 是（ ）。
分析：首先应明确，即使甲烷和氯气的物质的量之比 为1:1，产物仍然是四种氯代甲烷的混合物。且无论 生成哪种氯代甲烷，同时都有HCl生成，因此生成HCl 的物质的量最大。
甲烷分子的比例模型 （用绿球和黄球的体积 比来大体上表示碳原子 和氢原子的体积比）
特别提示：球棍模型和比例模型常用于表示
物质的分子结构
二、甲烷的物理性质
1、在通常状况下，甲烷是 一种无色、无气味的气体. 2、密度比空气小，在标准 状况下，是0.717g/L. 3、极难溶解于水.
思考
根据上述甲烷的物理性质,你 知道如何收集甲烷吗?
3.甲烷分子的空间结构
经过大量的科学实验证明，甲烷分子里的 一个碳原子和四个氢原子并不在同一个平面上， 而是形成了一个正四面体的立体结构，碳原子 位于正四面体的中心，而四个氢原子分别位于 正四面体的四个顶点上。
空间构型： 正四面体
键 角： 109°28´
甲烷分子的模型 （绿球表示碳原子， 黄球表示氢原子，短 棍表示价键）
答：选 D
三氯甲烷的形成
Cl HC
Cl
H + Cl—Cl 光 H
Cl
C Cl + H Cl
Cl (三氯甲烷)
卤代演示
俗称 分子式
状态 （S T P）
氯仿 CHCl3
液态 （l）
四氯甲烷的形成
Cl
Cl
Cl C H + Cl—Cl 光 Cl C Cl + H Cl

3.受热分解 CH4→C+2H2
高温
条件高温（隔绝空气）
四.甲烷的重要用途 1.作燃料 2.制备氯仿、四氯化碳、 3.得到氢气和炭黑 4.做其他有机化工原料 。
查阅甲烷的实验室制法，掌握其实验原理，实验内容以及 注意事项。
三.甲烷的化学性质
（有机反应中不用==）
2. 取代反应 :有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子 或原子团所代替的反应叫做取代反应。
将甲烷与氯气混合后放在光亮的地方，会发生那些 化学变化呢？
（常温下为气体）
（油状液体）
（俗称氯仿，油状液体，有机溶剂）
（俗称四氯化碳，油状物状态----纯卤素单质。 ③甲烷的取代反应是分步且连锁进行的 ④在上述反应中，每有1molH被取代，则有1molCl2参加反应， 生成1molHCI。
最简单的有机化合物----甲烷
化学学院 齐欢
1.什么是有机物？
答：含碳元素的化合物称为有机化合物， 简称有机物。 （一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、 金属碳化物、氰化物除外）
一.甲烷的结构 分子式： CH4(“4”写在“H”的右下角，写得比“H”小） 电子式： 结构式： 立体结构：正四面体型 二.甲烷的物理性质 甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小, 极难溶于水，是沼气、瓦斯气、天然气的主要成分。

5．在标准状况下，5.6L某气态烃的质量为 4g，又知该烃中碳与氢的质量比为3:1。求 该烃的分子式。
CH4
6．某烃中碳和氢的质量比是24∶5，该烃 在标准状况下的密度是2.59g/L，写出该烃 的分子式。
C4H10
；198彩 ；
卢冰战申,他是担心卢冰战申去押注大厅对鞠言出手.如果是现在就对鞠言下杀手,那可就违反规则了,到事候法辰王国出面,东华尪国将会很难收场.“陛下放心,俺会忍の,忍到明日对战开始.现在俺去押注大厅,是要压保！”卢冰战申脸上の愤怒表情还没有消失,又露出阴测测の冷笑,看上 去极其诡异.“对,押注！俺们押一亿白耀翠玉,太少了.”蓝泊国尪道.“俺们能拿出多少白耀翠玉?”卢冰战申问道.“大家凑一凑,将白耀翠玉全部拿出来压保.”卢冰战申紧接着又说了一句.呐次来参加战申榜排位赛,东华尪国也准备了不少白耀翠玉.先前の押注中,损失了一部分,剩下の 属于尪国宝库の白耀翠玉,已是没有拾亿了.东华尪国の一群人凑了凑,连蓝泊国尪都拿出了一些自身の白耀翠玉,加在一起凑出了拾亿.卢冰战申,亲自带着拾亿白耀翠玉去了押注大厅.“卢冰战申来了！”押注大厅内,有人看到了卢冰战申阴着脸走了进来.呐个事候,鞠言还在有一句没一句 の与其他人谈论着.“鞠言小畜生,明日俺要你呐小崽子死！”卢冰战申对着鞠言大声怒喝道.“卢冰战申来了,怎么呐么大の吙气?别激动,万一明天你在对战中败给了俺,岂不是更难堪?”鞠言笑眯眯の对卢冰战申道.“你……该死の小畜生.明日,就是你の死期！”卢冰战申忍着动手击杀 鞠言の冲动,他咬着牙走向了押注柜台,他直接绕过了排队の人群.卢冰战申对柜台内の工作人员道：“俺要押注！”“好……好の,卢冰战申！”工作人员看着盛怒の卢冰战申应道.那些排队の人,此事也是敢怒不敢言.确实是,没有几个人敢向鞠言战申那样得罪卢冰战申.无论是卢冰战申 の个人实历还是其背后の整个东华尪国,都不是一般人或者一般国家能够招惹の.“卢冰战申,请问你要压保哪一个盘口?”工作人员问道.“废话,当然是俺自身の盘口.嗯,压保额是拾亿白耀翠玉.”卢冰战申将一个储物法宝,甩在了柜台之上.“嘶……”听到拾亿白耀翠玉呐个数字,四周顿 事一变倒吸凉气の声音.“拾亿白耀翠玉！”“东华尪国,要压保拾亿白耀翠玉！”“不是拾亿白耀翠玉了,今天早一些事间,东华尪国就已经压保一亿白耀翠玉.再加上呐拾亿白耀翠玉,那就是拾一亿白耀翠玉了.”“顶级尪国,就是富有.俺一辈子,都没见过如此多の白耀翠玉.”“……” 一片低声议论在人群中传开,很多人都发出惊叹の感慨.听到呐些声音,卢冰战申郁闷の心情才稍微畅快了一些.呐些惊叹声,让他有几分得意.(本章完)第三零二思章连续嘲讽卢冰战申,趾高气扬の又投了拾亿白耀翠玉.其实以卢冰战申呐种身份,本来呐种事情他应该是不会有哪个成就感、 满足感の,他の层次太高了.本身是混元无上级善王,又是顶级尪国战申,便是拾亿白耀翠玉又如何?可此事此刻,他却有一种非常愉悦の感觉.没错,他是被鞠言战申给气到了,很压抑.如果鞠言真是无名小卒,那或许他根本就不会动怒,而鞠言却已经是一位有很大名气の战申了.鞠言战申虽然 没有混元无上级称号,但智商正常の人,无论怎样都会承认,鞠言战申有着寻常混元无上级の实历.“小贼,明日老夫亲手摘你脑袋！”压保完成后,卢冰战申又看向鞠言,伸手在脖子上比划了一下.“卢冰战申,你们东华尪国就压保拾亿白耀翠玉啊?是不是少了点,明天可是你本人与俺对战 啊！你们东华尪国,难道不该押个几拾亿吗?”鞠言一副不在乎卢冰战申威胁の样子.卢冰战申脸色黑了黑,而后迈步向着押注大厅走了出去.拾亿白耀翠玉,还是东华尪国多人凑出来の.想要更多白耀翠玉现货,那就得变卖一些其他资源了.而卢冰战申带来の拾亿白耀翠玉压保,令得卢冰战申 与鞠言战申の盘口总压保额,骤然就超越了四拾亿白耀翠玉,接近四拾伍亿白耀翠玉の样子.压保排行榜上,呐一盘口の排名,也是连续超越了第三名盘口和第二名盘口,达到了第二名,只在尹红战申所在の押注盘口之下.而由于卢冰战申の压保,令得此盘口の压保热情,又高涨了许多.押注大 厅,仍继续接受压保卢冰战申获胜.你伍万他拾万,你二拾万他伍拾万,你一百万他数百万の,不断有押注者踊跃の押注,还有一些人甚至多次补充押注.渐渐の,鞠言战申和卢冰战申呐一押注盘口の压保额,超过了伍拾亿白耀翠玉.距离第一名の盘口也就是尹红战申所在の盘口,越来越接近 了.“鞠言战申,现在压保你获胜の赔率很高了吧.俺们,是不是也去押注?”纪沄国尪低声对鞠言问道.“再等等！”鞠言凝了凝眸子.“玄秦尪国就伍亿白耀翠玉の赌注了吗?难道,玄秦尪国就不加注了吗?玄秦尪国の廉心国尪,不是一直看俺不顺眼,想要置俺死地の吗?区区伍亿白耀翠玉,与 玄秦尪国の地位不匹配啊！玄秦尪国,据说是最强大の顶级尪国之一,在拾九个顶级尪国之中,一直排在前三名.”鞠言又开始发动嘲讽了,呐次の目标是玄秦尪国.玄秦尪国,可比东华尪国还要富有得多.东华尪国在顶级尪国中处于中等の位置,玄秦尪国是处于顶端.玄秦尪国,甚至曾排到过 顶级尪国の第一.“月灿尪国呢?明图尪国呢?也都是著名尪国啊！尤其是月灿尪国,那可是非常强大の著名尪国.怎么现在,就都只押呐么一点点の白耀翠玉呢?莫非,是输完了?”鞠言嘲讽完呐个,便嘲讽下一个.押注大厅内の众多修行者,都一副枯怪の眼申望着鞠言.呐

甲烷作为能源的发展前景
清洁能源：甲烷 燃烧产生的二氧 化碳排放量比煤 炭和石油少是一 种清洁能源
储量丰富：甲烷 储量丰富分布广 泛易于开采和运 输
应用广泛：甲烷 可以用于发电、 供热、制冷等领 域应用前景广阔
技术进步：随着 技术的不断进步 甲烷的利用效率 和成本将得到进 一步降低
甲烷在化工领域的发展前景
甲烷在化工方面的应用
合成氨：甲烷是合成氨的重要原料用于生产化肥和农药 合成甲醇：甲烷是合成甲醇的重要原料用于生产塑料、树脂和溶剂 合成甲烷氯化物：甲烷是合成甲烷氯化物的重要原料用于生产制冷剂和发泡剂 合成甲烷磺酸：甲烷是合成甲烷磺酸的重要原料用于生产洗涤剂和表面活性剂
甲烷在医学方面的应用
甲烷的物理性质
相对分子质量： 16.043
熔点：-182.5℃
颜色：无色
状态：常温常压下为气 体
燃烧热：890.31 kJ/mol
化学式：CH4
沸点：-161.5℃
密度：0.717 kg/m3
溶解性：易溶于水难溶 于有机溶剂
气味：无味
甲烷的形成
地质活动：地壳运动、火山 活动等产生甲烷
天然气：天然气中富含甲烷 主要来源于有机物质分解
麻醉剂：甲烷可以用作麻醉剂用于手术和医疗检查 消毒剂：甲烷可以用作消毒剂用于医疗设备和手术器械的消毒 气体置换：甲烷可以用作气体置换剂用于医疗气体的置换和净化 气体分析：甲烷可以用作气体分析剂用于医疗气体的分析和检测
温室效应
甲烷的排放主要来自农业、 畜牧业、垃圾填埋场等
甲烷的排放会导致全球气温 上升加剧气候变化
甲烷的开采与利用
开采方式：钻井、 开采、运输
利用方式：燃烧、 发电、化工原料
甲烷的储存：地下 储存、液化储存

甲烷空间结构式
甲烷是一种常见的有机物质，它是一种无色、无味的气体，也是一种重要的燃
料气体。

甲烷的空间结构式是CH4，它是一种单原子分子，由一个碳原子和四个氢
原子组成。

甲烷的分子结构是一个正四面体，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分
别位于正四面体的四个顶点。

由于甲烷分子的结构是一个正四面体，所以它的分子量也是一个正四面体，它的分子量是16.04克/克摩尔。

甲烷的分子结构决定了它的物理性质，由于甲烷分子的结构是一个正四面体，
所以它的沸点比较低，只有-164℃，而且它的比重也比空气小，所以它容易放出来，它的沸点也比较低，所以它容易液化。

甲烷的分子结构也决定了它的化学性质，由于甲烷分子的结构是一个正四面体，所以它的分子量比较小，它的活性也比较弱，所以它的化学反应性质比较弱，它只能与氧化剂发生反应，而且它的反应速率也比较慢。

甲烷的空间结构式是CH4，它是一种单原子分子，由一个碳原子和四个氢原子
组成，它的分子结构决定了它的物理性质和化学性质，它的沸点比较低，比重也比空气小，而且它的活性也比较弱，只能与氧化剂发生反应，反应速率也比较慢。

有机化学基础——烷烃一、甲烷1、物理性质：甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水，是最简单的有机物。

2、甲烷的分子结构：正四面体分子式：CH 4结构式：电子式：3、化学性质： （1）可燃性：CH 4+2O 2点燃CO 2+2H 2O（2）取代反应：CH 4+Cl 2 CH 3Cl+HClCH 3Cl+Cl 2 2Cl 2+HClCH 2Cl 2+Cl 3+HClCHCl 3 + Cl CCl 4+ HCl二、烷烃：2、同系物2、命名规则（1）习惯性命名法：碳原子数后加一个“烷”字，就是简单烷烃的名称，碳原子的表示方法。

①碳原子在1～10之间，用“天干”甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；②10以上的则用汉字“十一、十二、十三…”表示，如C6H14叫己烷，C17H36叫十七烷。

（2）系统命名法步骤：①选主链，称某烷：选定分子中最长的碳链为主链，且依主链上碳原子的数目称之为“某烷”；例：CH3—CH—CH2—CH—CH2—CH3，主链为“己烷”33②编号码，定支链：把主链中离支链最近的一端作为起点，用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位，以确定支链的位置；1 2 3 4 5 6CH3—CH—CH2—CH—CH2—CH333③取代基，写在前，注位置，连短线：把支链作为取代基，把取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基的前面用阿位伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置，并在数字与取代基名称之间用一短线隔开；1 2 3 4 5 6CH3—CH—CH2—CH2—CH2—CH32—甲基己烷3④不同基，简在前，相同基，二三连：a．如果主链上有相同的取代基，可以将取代基合并起来，用二、三等数字表示，在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“，”隔开；b．如果主链上有几个不同的取代基，就把简单的写在前面，把复杂的写在后面。

1 2 3 4 5 6CH3—CH—CH2—CH—CH2—CH32,4—二甲基己烷331 2 3 4 5 6CH3—CH—CH2—CH2—CH2—CH32—甲基—4—乙基己烷CH332系统命名法命名图例3、同分异构体：具有相同化学式不同结构的化合物。

甲烷的分子构型
分子结构，或称分子平面结构、分子形状、分子几何，建立在光谱学数据之上，用以
描述分子中原子的三维排列方式。

分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。

分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种
类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。

结构类型
分子存有六种基本形状类型：
直线型：ab2型所有原子处在一条直线上，键角为°，例如二氧化碳o=c=o。

平面三角形：所有原子处于一个平面上，三个周边原子均匀分布在中心原子周围，键角°，比如三氟化硼bf3。

四面体：四个周边原子处在四面体的四个顶点，中心原子位于四面体中心。

理想键
角°28'，例如甲烷ch4。

八面体：六个周边原子处于八面体的六个顶点，中心原子坐落于四面体中心。

理想键
角90°，比如六氟化硫sf6。

三角锥形：四面体型的一条键被孤对电子占据，剩下三条键的形状即是三角锥型。

由
于孤对电子体积较大，三角锥形的键角较四面体形的键角要小。

例如氨nh3，键角.°循环。

四方锥形：八面体型的一条键被孤对电子占有，剩五条键的形状即为就是四方锥型，
比如五氟化溴brf5。

角形：与直线型相对，两条键的三个原子不在一条直线上。

例如水h2o，键角.5°。

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引入元素
碳四价
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分子结构
瑞典学者贝齐利乌斯
德国化学家凯库勒
俄国化学家布特列洛夫
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碳四价
10
分子结构
瑞典学者贝齐利乌斯
德国化学家凯库勒
俄国化学家布特列洛夫
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范特霍夫 范特霍夫
1874年6月，发表论文《关于碳原子架的正面体与不 对称碳原子假说》。
1874年底，发表论文《关于有机物分子式与其溶液旋转 能力之间存在的关系》。
1875年，发表《空间化学》一文，提出了不对称碳 原子的新概念。
甲烷具有四面体结构的可能。
勒贝尔 勒贝尔
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1
人教版化学必修第二册第7章第1节《认识有机化合物》
甲烷的分子结构
Molecular Structure of Methane
从点击传添统加文章节化标走题进化学
2
哲学著作
沼泽池含有沼气
《周易》中在记载一些自然现象时说： “象曰‘泽中有火’。”
“火井”是我国古代人们给天然气井的形 象命名。
无法表示复杂物质!
平面
这种方式表示出的物质少 于实际发现的。
立体
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12
荷兰化学家范特霍夫 法国化学工艺师勒贝尔
1874年，年仅22岁的范特霍夫来到巴黎 武慈实验室工作，在这里结识了同样具有远 大志向的年轻科学家勒贝尔。
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甲烷的结构概念甲烷是一种化学物质，是由一种碳原子和四个氢原子组成的有机化合物。

甲烷的结构是简单的，由于碳原子的特殊性质，甲烷的结构具有一些独特的特点。

甲烷的化学式为CH4，其中C代表碳原子，H代表氢原子。

在甲烷的分子中，碳原子位于中心，四个氢原子平均分布在碳原子的周围。

甲烷的结构可以表示为一个四面体的形状，其中碳原子位于该四面体的中心，四个氢原子分别连接在四个面上。

甲烷的结构是由碳原子的特殊性质决定的。

碳原子的电子排布为2,4，即在碳原子的外层电子数为四个。

碳原子与氢原子的键是最简单的共价键，每个氢原子与碳原子之间都会共用一个电子。

在甲烷的结构中，碳原子与四个氢原子都形成了共价键，每个氢原子与碳原子之间的键长和键强度是相等的。

甲烷的结构具有一些特殊性质。

首先，由于甲烷分子的对称性，它是无极性分子，即分子中没有正负电荷的分布差异。

这使得甲烷在非极性溶剂中溶解度较大，如有机溶剂。

其次，甲烷的碳-氢键是非常强的共价键，具有较高的键能和键长，具有很高的稳定性。

再次，在燃烧过程中，甲烷的结构会发生改变，碳原子与氧原子形成碳-氧键，同时释放出大量的能量。

甲烷是一种非常重要的化学物质，在生活和工业生产中都有广泛的用途。

它是天然气的主要组成部分，具有良好的可燃性和高效的能量释放。

甲烷还用于生产合成气、乙烯和其他有机化合物，是化学工业中的重要原料。

总之，甲烷的结构是由一个碳原子和四个氢原子组合而成的。

其结构是一个四面体，碳原子位于中心，四个氢原子连接在四个面上。

甲烷的结构具有无极性、高稳定性和高能量释放等特点。

甲烷在生活和工业生产中有广泛的应用，是一种非常重要的化学物质。

甲烷分子构型甲烷分子结构是正四面体结构甲烷是一种有机化合物，分子式是CH4，分子量为16.043。

甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小（含氢量最大）的烃。

甲烷在自然界的分布很广，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。

它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。

甲烷分子中的碳原子是sp3杂化。

同一原子内由1个ns轨道和3个np轨道参与的杂化称为sp3杂化，所形成的4个杂化轨道称sp3杂化轨道。

各含有1/4的s成分和3/4的p成分，杂化轨道间的夹角为109°28'，空间构型为正四面体。

sp3轨道杂化是基于轨道杂化理论的一个重要分支，是一种比较常见的轨道杂化方式。

sp3杂化一般发生在分子形成过程中。

杂化发生后原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道，使将要发生杂化的原子进入激发态；该层的s轨道与三个p 轨道发生杂化。

此过程中能量相近的s轨道和p轨道发生叠加，不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向，形成4个等价的sp3轨道。

甲烷的氧化反应甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧，甲烷的耗氧量最高。

点燃纯净的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。

倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。

说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。

把甲烷气体收集在高玻璃筒内，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内，烛火立即熄灭，但瓶口有甲烷在燃烧发出淡蓝色的火焰。

这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧，但不助燃。

反应物和生成物 中一定有单质。 在水溶液中进行的 反应，遵循金属活 动性顺序等。（强 弱律）
反应一般为单方向 进行。
（四）甲烷的实验室制法
无水醋酸钠和碱石灰 1．药品： 2．原理： CaO +NaOH NaO H ∆ CH3 COONa + Na2CO3 CH4
不能用醋酸钠晶体(CH3COONa· 3H2O)
某些地方的地下深处蕴藏着大量的天然气 中含有80-90%（体积比）的甲烷。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
习题
1、有四种物质①金刚石②甲烷③白磷④四氯化 碳，其中分子具有正四面体型的是（ C ） A. ① ② ③ B. ① ③ ④ C. ② ③ ④ D. 全部
2、下列物质中，不能和氯气发生取代反应的是 （ D） A. CH3Cl B.CH2Cl2 C. CHCl3 D. CCl4
炭黑
3.取代反应：有机物分子里的某些原子或原子 团被其他原子或原子团所代替的反应。
CH4+Cl2
光照
CH3Cl+Cl2
CH3Cl+HCl 光照 CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+Cl2
光照
CHCl3+HCl
CCl4+HCl
光照
产 物 为 混 合 物
CH3Cl、HCl为气态,其余的为油状液体。
3、在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气 充分混合反应后，得到产物中物质的量最多的 是（ D ） A. CH3Cl B. CHCl3 C. CCl4 D.HCl
4、室温时，CH4 和 O2 的混合气体共 40 ml，点 燃爆炸后，冷却到室温，气体体积变为 20 ml， 则原混合气体中CH4的体积为（ AB ） A.10ml B.20ml C.30ml D.40ml