متان (Methane )

متان (CH4) و اتان (C2H6) دو عضو از خانواده ی وسیع ترکیبات آلی موسوم به هیدروکربنها هستند. همانطور که از نامشان استنباط می شود، هیدرو کربنها ترکیباتی هستند که در مولکول خود فقط دارای کربن و هیدرژن می باشند. متان و اتان همچنین متعلق به زیر گروهی از هیدروکربنها موسوم به آلکانها هستند. در این خانواده پیوند چندگانه بین اتم های کربن وجود ندارد. هیدروکربنهایی که در مولکول آنها یک پیوند دوگانه وجود دارد به آلکانها موسوم اند و هیدرو کربنها با یک پیوند سه گانه کربن- کربن آلکینها خوانده می شوند.

به طور کلی ترکیباتی مانند آلکانها که در مولکول آنها فقط پیوندهای ساده وجود دارد به ترکیبات سیر شده موسوم اند. این ترکیبات حاوی تعداد حداکثر اتم های هیدروژن هستند که یک ترکیب کربنی می تواند داشته باشد. ترکیبات با پیوندهای چندگانه مانند آلکنها، آلکینها و هیدروکربنهای آروماتیک ترکیبات سیرنشده هستند. این ترکیبات دارای اتمهای هیدروژن کمتر از میزان حداکثر بوده، تحت شرایط مناسب قادر به واکنش با هیدروژن می باشند.

منابع متان

متان از اجزاء تشکیل دهنده اصلی جو اولیه این سیاره بوده است. متان هنوز در جو زمین یافت می شود اما میزان آن قابل ملاحضه نیست. به هر حال این ماده یک جزء تشکیل دهنده سیاره های ژوپیتر، زحل، اورانوس و نپتون است. اخیراً متان در فضای بین ستارگان – بسیار دور از زمین ( Km1016 )در یک شیئی آسمانی در برج فلکی که امواج رادیویی منتشر می کند، یافت شده است. در روی زمین، متان جزء اصلی تشکیل دهنده گاز طبیعی است. این ماده در گاز طبیعی همراه با اتان و سایر آلکانها با وزن مولکولی پایین یافت می شود. ایالات متحده اخیراً از ذخیره گاز طبیعی خود به میزان یادی استفاده می کند. از آنجا که اجزاء تشکیل دهنده گاز طبیعی از نظر صنعتی اهمیت دارند، تلاش زیادی برای توسعه فرایند گازی شدن زغال سنگ برای ایجاد یک منبع دیگر به عمل آمده است.

برخی از موجودات زنده متان را از کربن دی اکسید ئ هیدروژن تولید می کنند.

یک موجود بسیار ابتدایی موسوم به متانوژنز شاید یکی از قدیمیترین موجودات روی زمین باشد، این موجود می تواند نشان دهنده نوعی از توسعه تکامل در نظر گرفته شود. متانوژنز صرفاً می تواند در یک محیط بدون اکسیژن باقی بماند. این موجود در شیارهای اقیانوسها، گل، باتلاقها و در شکم گاو یافت می شود.

ساختار اتان

زوایای پیوندی در اتم های کربن اتان و سایر آکانها مانند متان چهار وجهی است. برای اتان هر اتم کربن در یکی از گوشه های چهار وجهی اتم کربن دیگر است؛ اتمهای هیدروژن در سه گوشه دیگر قرار می گیرند.

در یک مدل رضایتبخش برای اتان(و سایر آلکانها) استفاده از اتمهای کربن هیبریدی SP3  است. پیوند کربن – کربن اتان پیوند سیگما است. این پیوند از همپوشانی اوربیتال های SP3  ایجاد می گردد. (پیوند های کربن- هیدروژن نیز پیوندهای سیگما هستند. آنها از همپوشانی اوربیتالهای SP3  کربن و اوربیتال های S هیدروژن به وجود می آیند. از آنجا که یک پیوند سیگما(یعنی هر پیوند غیر چند گانه) دارای یک تقارن مدور در طول محور پیوند است، چرخش گروههای متصل به یک پیوند سیگما معمولا نیازی به انرژی زیادی ندارد. نتیجه اینکه گروههای متصل بهم توسط پیوند ساده نسبتا به طور آزاد نسبت به یکدیگر می چرخند.