Quale gas rappresenta oltre il 70% dei gas naturali?

Il metano è un idrocarburo semplice (alcano) formato da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno; la sua formula chimica è CH4, e si trova in natura sotto forma di gas. La molecola del metano ha forma tetraedrica; l'atomo di carbonio è al centro di un tetraedro regolare ai cui vertici si trovano gli atomi di idrogeno. Gli angoli di legame sono di 109,5°. Una particolare caratteristica dei legami tra carbonio e i 4 atomi di idrogeno è che il carbonio, nel suo stato elettronico fondamentale (non eccitato), presenterebbe solamente due elettroni di valenza, e di conseguenza avrebbe la possibilità di creare solo due legami. Tuttavia il carbonio forma 4 legami con altrettanti atomi di idrogeno. Significa che durante la formazione dei legami il carbonio, che presenta 4 elettroni nel livello orbitale con numero quantico principale pari a 2, un elettrone viene eccitato (venendogli fornita energia) portando alla formazione di quattro orbitali atomici ibridi sp3 equivalenti. Gli elettroni di valenza diventano quindi quattro, e il carbonio forma 4 legami. Tutto questo è possibile perché la diminuzione di energia del sistema C H H H H che si ottiene con la formazione di 4 legami invece di due è in valore assoluto maggiore dell'aumento dell'energia necessaria a eccitare un elettrone. Di conseguenza l'energia finale del sistema con 4 legami sarà minore dell'energia del sistema con 2 legami, e pertanto più stabile.