Molécule d'eauLa molécule d’eau, de formule , est le constituant essentiel de l’eau pure. Celle-ci contient également des ions résultant de l’autoprotolyse de l’eau selon l’équation d'équilibre : H + OH (ou 2 HO + OH). L’eau pure n’est pas présente dans la nature et doit être obtenue par des processus physiques. Cette molécule a des propriétés complexes à cause de sa polarisation (voir la section Nature dipolaire). L’eau à pression ambiante (environ un bar) est gazeuse au-dessus de , solide en dessous de et liquide entre les deux.
Hydrate de méthanevignette|Stabilité des hydrates de méthane en fonction de la température. La zone de stabilité est à gauche de la courbe. Un hydrate de méthane (ou clathrate de méthane) est un clathrate, plus précisément un clathrate hydrate, un cristal organique nanoporeux formé de molécules d’eau et de méthane. On en trouve dans les sédiments des fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans le pergélisol des régions polaires. La formation de ces hydrates constitue l'un des puits de carbone planétaires, mais ils sont très instables quand leur température dépasse un certain seuil.
HydrogèneLhydrogène est l'élément chimique de numéro atomique 1, de symbole H. L'hydrogène présent sur Terre est presque entièrement constitué de l'isotope H (ou protium, comportant un proton et zéro neutron) et d'environ 0,01 % de deutérium H (un proton, un neutron). Ces deux isotopes de l'hydrogène sont stables. Un troisième isotope, le tritium H (un proton, deux neutrons), instable, est produit dans les réactions de fission nucléaire (réacteurs nucléaires ou bombes).
Clathrate hydratevignette|Bloc d'hydrate de gaz Les clathrates hydrates sont des solides cristallins à base d’eau ressemblant à de la glace, dans lesquels des petites molécules non-polaires (généralement des gaz) ou des molécules comportant une fraction hydrophobe sont encapsulées dans des nano-cages de molécules d’eau impliquant des liaisons hydrogènes intermoléculaires. En d’autres termes, les clathrate hydrates sont des clathrates dans lesquelles la molécule hôte est l’eau et la molécule invitée est un gaz ou un liquide.
MéthaneLe méthane est un composé chimique de formule chimique , découvert et isolé par Alessandro Volta entre 1776 et 1778. C'est l'hydrocarbure le plus simple et le premier terme de la famille des alcanes. Comme fluide frigorigène, il porte la dénomination « R50 » dans la nomenclature des réfrigérants, régie par la d'ANSI/ASHRAE. Assez abondant dans le milieu naturel, le méthane est un combustible à fort potentiel.
Hypothèse du fusil à clathratesL'hypothèse du fusil à clathrates (clathrate gun hypothesis en anglais) est le nom communément donné à l'hypothèse selon laquelle une augmentation de la température des océans (ou une chute de leur niveau) déclenche une libération soudaine dans l'atmosphère du méthane de l'hydrate de méthane enterré dans le fond marin et contenu dans le pergélisol, menant ainsi à un réchauffement supplémentaire dû à la propriété de gaz à effet de serre du méthane. L'hydrate de méthane est une forme de glace contenant une grande quantité de méthane dans sa structure cristalline.
HydrateLes hydrates sont des composés formés par l'union d'eau et d'une autre substance, union résultant généralement en un corps neutre, comme certains sels cristallisés. Si l'eau est de l'eau lourde, où l'hydrogène est en fait du deutérium, on utilise le terme « deutérate » plutôt qu'« hydrate ». Ces substances dites hydratées peuvent contenir des molécules d'eau chimiquement liées au reste de la structure cristalline, ou bien ses éléments constitutifs (H, O et/ou OH) liés à la structure mais séparément.
AmmoniacL'ammoniac est un composé chimique de formule (du groupe générique des nitrures d'hydrogène). Dans les conditions normales de température et de pression, c'est un gaz noté gaz. Il est incolore et irritant, d'odeur piquante à faible dose ; il brûle les yeux et les poumons en concentration plus élevée. Il est industriellement produit par le procédé Haber-Bosch à partir de diazote et de dihydrogène. C'est l'un des composés les plus synthétisés au monde, utilisé comme réfrigérant, et pour la synthèse de nombreux autres composés (dont un grand tonnage d'engrais).
Methane emissionsIncreasing methane emissions are a major contributor to the rising concentration of greenhouse gases in Earth's atmosphere, and are responsible for up to one-third of near-term global heating. During 2019, about 60% (360 million tons) of methane released globally was from human activities, while natural sources contributed about 40% (230 million tons). Reducing methane emissions by capturing and utilizing the gas can produce simultaneous environmental and economic benefits.
ClathrateUn clathrate, du grec κλᾷθρον qui signifie « fermeture », est un composé d'inclusion formé d'une molécule ou d'un réseau de molécule dites « molécules hôtes », qui emprisonne une autre molécule, dite « molécule incluse ». L'hydrate de méthane, la « glace qui s'enflamme » est le clathrate le plus connu du public. La structure hôte est un réseau cristallin de molécules d'eau formant des nano-cages emprisonnant des molécules de méthane. Il est connu comme source de méthane, puissant gaz à effet de serre, comme pour d'autres propriétés étonnantes.
