在化学和物理学领域，关于气体的密度是一个经常被讨论的话题。其中，甲烷（CH₄）作为一种常见的烃类化合物，在能源和工业中扮演着重要角色。那么，甲烷的密度是否比空气的密度小呢？这个问题看似简单，但实际上涉及了对气体性质的深入理解。

首先，我们需要明确密度的概念。密度是指单位体积内物质的质量，通常以克每立方厘米（g/cm³）或千克每立方米（kg/m³）为单位表示。对于气体而言，由于它们的体积受压强和温度影响较大，因此气体的密度通常需要在标准条件下定义，比如在0℃和1个大气压下。

接下来，我们来比较甲烷与空气的密度。根据计算，甲烷在标准条件下的密度约为0.717 kg/m³，而空气的密度大约是1.293 kg/m³。从数值上看，甲烷的密度明显小于空气的密度。这表明，在相同条件下，甲烷分子的质量比空气中的主要成分（氮气和氧气）更轻。

那么，为什么甲烷会比空气轻呢？这是因为甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，而氢原子的原子量非常小（约为1），相比之下，氮气（N₂）和氧气（O₂）分子的原子量分别约为28和32。因此，甲烷的平均分子量（约16）远低于空气的整体平均分子量。

此外，这一特性使得甲烷具有一定的实际应用意义。例如，在天然气中，甲烷是最主要的成分之一，其较低的密度决定了它倾向于向上扩散。这也解释了为什么在使用天然气时需要注意通风，避免其在密闭空间中积聚。

总结来说，甲烷的密度确实比空气的密度小。这种差异不仅反映了两种物质的分子构成不同，也影响了它们的实际物理行为。通过了解这些基本性质，我们可以更好地掌握气体的特性和应用方法，从而为科学研究和工业生产提供支持。