空气的成分

　空气的成分主要有氮气、氧气、稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）、二氧化碳，以及其他气体和杂质，如臭氧、一氧化氮、二氧化氮、水蒸气等。空气，是人类每天都呼吸着的“生命气体”，分层覆盖在地球表面，透明且无色、无味，对人类的生存和生产有重要影响。

　 空气由什么组成

　空气是指地球大气层中的混合气体，因此空气属于混合物，它主要由 氮气、氧气、稀有气体，二氧化碳以及其他物质组合而成。其中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体的体积分数约为0934%，二氧化碳的体积分数约为004%，其他物质的体积分数约为0002%。

　空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。

　在自然状态下，空气是无色无味的。空气中的氧气，对于所有需氧生物来说是必须的。所有动物都需要呼吸氧气，绿色植物的呼吸作用也需要氧气。此外，绿色植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用，空气几乎是所有植物所需二氧化碳的唯一来源。

大气层又叫大气圈，地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气，占781％；氧气占209％；氩气占093％；还有少量的二氧化碳、稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气）和水蒸汽。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上，但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。

地球的周围包围着一层厚厚的被子——大气，人类就居住在这层大气的底部。这看不见、摸不着的大气圈里，发生着种种有趣的自然现象，为人类的生存提供了可靠的保障。

大气的成分很复杂，除了氧气和氮气外，还有氢、二氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、臭氧等气体。氮和氧分别占了空气总容积的7809%和2095%，其他气体的总和还不到空气总容积的1%。大气层中还含有一定数量的水和各种尘埃杂质，是形成云、雨、雾、雪的重要物质。

大气圈里的空气虽然看不见，但质量大得惊人。据科学家估算，整个地球周围有5000多亿吨重的空气。住在地球上的人，如果没有人体内向外的压力，会被压得粉身碎骨。由于地球引力的作用，大气质量的十分之九都集中在近地面的16公里以内的大气层里。离地面越高，空气就越稀薄。

地球大气圈的厚度大约有二三千公里。由于各个不同高度上的大气特性不同，因此，气象学家往往把大气划分为几个层次。

距地球表面最近的一层叫对流层。在中纬度地区的平均厚度为10～12公里，在赤道地区的为16～18公里，两极地区的为7～10公里。对流层的主要特点是气温随高度升高而降低，离地面愈远温度愈低。对流层内空气具有强烈的垂直和水平对流运动，从而导致了水的三态变化，产生了一系列物理变化过程。风霜雨雪、云雾冰雹等变化多端的天气现象，都发生在对流层内。

从对流层往上到50公里的高空是平流层。这里空气稀薄，水气和尘埃很少，气流以水平运动为主，而且很平稳，所以很适宜于飞机飞行。从平流层再往上到85公里的高空是中间层。这一层的气温随高度升高而降低，最高处可到-90℃左右。中间层的顶部有少量水分，偶尔还能见到银白色的夜光云。

从85公里到500公里这一层，称为热层或暖层。它的特点是温度随高度升高而升高，在距地面400公里的高空，温度可达3000～4000℃。这一层里的氧原子和氮原子处于电离状态，所以又被称为电离层。来自地表某个地点的无线电波，必须经过电离层的反射，才能传到世界各地。

热层以上就是大气的外层了。它的下限约在800～1000公里，上限可伸展到3000公里。这里是地球大气与星际空间的过渡地带。因为这一层的空气非常稀薄，温度又高，一些高速运动的空气分子和原子拚命挣脱地球引力的速缚，逃逸到宇宙太空中去，所以，这一层又称为散逸层。

纯气体成分主要成分是：氮(N2)占7809％，氧(O2)占2095％，氩(Ar)占093％，二氧化碳(CO2)占003％。除此之外，尚有极少量其他气体，如氖(Ne)占00018％，氦(He)占0000524％，氪(Ke)占00001％，氙(Xe)占000008％，氢(H2)占000005％，臭氧(O3)占0000007％，等等。

这里简要介绍一下几种主要成分。氮(N2)是大气中浓度最大的气体，是地球上生命的基本成分。但是，大气中的氮只有少量参加自然界中的氮循环。氮循环的主要表现是：通过微生物，使氮成为有机化合物，而被固定在土壤和海洋中；又通过细菌作用，使土壤和海洋中的硝酸和亚硝酸还原，再回到大气中去。豆科植物可以通过根瘤菌的作用，直接将大气中的氮改造成为植物体不可缺少的养料。有机物的分解也是使氮回到大气中的途径。人为输送的作用，主要表现在工业用氮作为硝酸的原料；而农业把氮肥投入到土壤中，对氮循环也有不可忽视的影响。

在大气中氧(O2)是浓度仅次于氮(N2)的气体，是地球生命不可缺少的气体。动物和植物都吸入氧，并将它以二氧化碳(CO2)形式呼出，返回大气和海洋中；二氧化碳又通过光合作用，被海洋中的藻类和陆地上的植物吸收，转化为有用的碳水化合物和副产品氧(O2)。根据科学家的估计，海洋中的藻类通过光合作用释放的氧，要占生物用氧的90％。氧在一定程度上参与地球上所有生物的化学循环。尽管地球上自然植被在缩减，化石燃料被不断燃烧，氧的供应减少而消耗增多，但是大气中氧的浓度几乎是稳定的，就是因为海洋藻类释放的氧占有很大比重，起了稳定作用。农业的发展，也使值物吸收二氧化碳和释放氧的能力有所增加。

二氧化碳(CO2)在大气中含量虽然很少，却是大气的重要组成部分，一方面，二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料；另一方面，二氧化碳能强烈地吸收和放射辐射波，避免地球一部分辐射能量返回宇宙空间，从而产生温室效应。地球上二氧化碳的主要来源是含碳物质的燃烧，既包括植物燃烧，也包括化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧。动物呼吸和有机体的腐烂，都会产生大量二氧化碳进入到大气中，而植物的光合作用、工业的发展以及森林面积的不断减少等，都会引起大气中二氧化碳有规律的增加。到现在，二氧化碳浓度已增加到340PPm，而且还在以每年1PPm的速度继续增加，使地球温室效应增强，从而导致整个地球变暖，引起人们的广泛关注。

臭氧(O3)是由3个氧原子构成的，它能使闪电后或电气设备周围的空气带有特殊的臭味儿。臭氧是一种有刺激性气味的淡蓝色有毒气体，甚至在低浓度下也容易发生爆炸。地球大气中臭氧的含量虽然很少，但是它能吸收太阳紫外线，使地面上的生命机体避免紫外线的严重损伤。地球有一个薄薄的臭氧层，在距离地表面约10～50公里的范围内，这一层的臭氧含量相当高。

地球大气由多种气体混合组成。低层（85公里以下）大气的气体成份可分为两类，

一类为常定成分，主要包括氮、氧、氩，以及微量的惰性气体氖、氦、氪、氙等，它们

在大气成份中保持固定的比例；第二类为可变成份，其比例随时间、地点而变，其中水

气的变化幅度最大，二氧化碳和臭氧所占比例最小，但对气候影响较大，硫、碳和氮的

各种化合物还影响到人类生存的环境。

由78%的氮，21%的氧，及其他微量成分如二氧化碳、水汽、氩等所组成的，故空气的平均分子量为2897。其实这种情况只有在离地面一百公里以下才是这样，一百公里以上是很不一样的。

空气是成分复杂的混合物，但总体来说是比较固定的。氮气、氧气是其最主要的组成成分，此外还有稀有气体、二氧化碳以及其他气体和杂质。

氮气、氧气、稀有气体是空气的恒定成分，二氧化碳、水蒸气是空气的可变成分。按体积计算，一般氮占比约为78%，氧占比约为21%，稀有气体占比约为0939%，二氧化碳占比约为0031%，其他气体和杂质占比约为003%。

其中，稀有气体包括：氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn。其他气体和杂质包括：臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等。

空气是指地球大气层中的气体混合，因此空气属于混合物，它主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)，二氧化碳以及其他物质(如水蒸气、杂质等)组合而成。

有空气飞机才能飞行

空气是我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色无味，它主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和生产有重要影响。

正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占0031%，还有其他气体和杂质约占003%，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气(H2O)等。

空气的相对分子质量为28959。常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅**液体。在0℃及一个标准大气压下(1013×10^5Pa)空气密度为129Kg/立方米。把气体在0℃和一个标准大气压下的状态称为标准状态，空气在标准状态下可视为理想气体，其摩尔体积为224L/mol。