甲烷是結(jié)構(gòu)最簡單的碳氫化合物。廣泛存在于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣之中，是優(yōu)質(zhì)氣體燃料，也是制造合成氣和許多化工產(chǎn)品的重要原料。從分子的層面上來說，甲烷是一種比二氧化碳更加活躍的溫室氣體，但它在大氣中數(shù)量較少。

甲烷的基本特點

甲烷，化學(xué)式CH₄，是最簡單的烴，由一個碳和四個氫原子通過sp3雜化的方式組成，因此甲烷分子的結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu)，四個鍵的鍵長相同鍵角相等。極難溶于水。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷是一無色無味氣體。一些有機物在缺氧情況下分解時所產(chǎn)生的沼氣其實就是甲烷。從理論上說，甲烷的鍵線式可以表示為一個點“·”，但實際并沒有看到過有這種用法，可能原因是“·”號同時可以表示電子。所以在中學(xué)階段把甲烷視為沒有鍵線式。

甲烷主要是作為燃料，如天然氣和煤氣，廣泛應(yīng)用于民用和工業(yè)中。作為化工原料，可以用來生產(chǎn)乙炔 、氫氣、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、四氯化碳和氫氰酸等。

甲烷的結(jié)晶水合物

甲烷可以形成籠狀的水合物，甲烷被包裹在“籠”里。也就是我們常說的可燃冰。它是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學(xué)計量的、籠形結(jié)晶化合物（碳的電負性較大，在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵，構(gòu)成籠狀結(jié)構(gòu)）。它可用mCH₄·nH₂O來表示，m代表水合物中的氣體分子，n為水合指數(shù)（即水分子數(shù)）。

可燃冰主要儲存于海底或寒冷地區(qū)的永久凍土帶，比較難以尋找和勘探。新研制的靈敏度極高的儀器，可以實地即時測出海底土壤、巖石中各種超微量甲烷、乙烷、丙烷及氫氣的精確含量，由此判斷出可燃冰資源存在與否和資源量等各種指標(biāo)。

甲烷含量超過99%的天然氣水合物又稱為甲烷水合物。

甲烷的主要應(yīng)用

甲烷是一種很重要的燃料，是天然氣的主要成分，約占87%。在標(biāo)準(zhǔn)壓力的室溫環(huán)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(huán)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(huán)境中（通常是4～5大氣壓力）。中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甲烷氣瓶為棕色，白字。

甲烷高溫分解可得炭黑，用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等；氯仿和CCl₄都是重要的溶劑。甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。甲烷用作熱水器、燃氣爐熱值測試標(biāo)準(zhǔn)燃料。生產(chǎn)可燃氣體報警器的標(biāo)準(zhǔn)氣，校正氣。還可用作太陽能電池，非晶硅膜氣相化學(xué)沉積的碳源。以及甲烷用作醫(yī)藥化工合成的生產(chǎn)原料。

除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產(chǎn)甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得一、二、三氯甲烷及四氯化碳。