大气的组成

自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。

大气组成，也就是大气的化学成分，一般是指干空气（dry air，也叫干洁大气）的化学成分。大气是多相态的体系，包含干空气、水和颗粒物，但是后两者含量太低且不稳定，所以一般说到大气组成，指的都是干空气的化学成分。

组成气体组成：

按浓度可将大气的组成气体分为三类 ：

（1）主要成分，浓度在百分之几的量级，有氮气、氧气和氩气。

（2）微量成分，浓度在 1~20 ppmv，有水蒸气、二氧化碳、甲烷、氦气、氖气和氪气。

（3）痕量成分，浓度低于 1 ppmv，有氢气、臭氧、一氧化二氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化硫等。

微量成分和痕量成分的分界线并不清晰，所以有时将二者合称次要成分。

按停留时间分类

按照在大气中的停留时间可将大气的组成气体分为三类：

（1）浓度几乎不变的成分，也称准定常成分，有氮气、氧气和惰性气体。

（2）可变成分，寿命从几年到几十年，包括二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化二氮等。

（3）快变成分，包括水蒸气、一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等。

可以看出，除惰性气体外，各气体的浓度和停留时间呈正相关。

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。

据科学家测定，在干燥的空气中(按体积比例计算)有约78％的氮气、约21％的氧气、约094％的惰性气体、约003％的二氧化碳、约003％的其他杂质。

当然，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。

燃烧需要氧，当盖上锅盖后，锅内空气中的氧气很快用完，火也就会熄灭。

在通常状况下，氮气的化学性质很不活泼，所以它常被用做保护气。例如，焊接金属时用氮气保护金属使其不被氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；粮食、罐头、水果等食品，也常用氮气做保护气，以防止食品腐烂；在医学上，常用液氮给手术刀降温，让它成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。在高科技领域中常用液氮制造低温环境，如有些超导材料就是在经液氮处理后的低温下才获得超导性能的。

氮也是“生命的基础”，它不仅是庄稼制造叶绿素的原料，而且是庄稼制造蛋白质的原料，据统计，全世界的庄稼，在一年之内，要从土壤里摄取约4000万吨氮。

从铁器上削下一把不带铁锈的铁屑，把它润湿后撒在一片木头上，使木片浮在一盆浅水中。然后用一只大玻璃杯倒扣在水中，罩住木片。静置三四天，就见铁屑上生了铁锈，盆里的水已稍稍上升。这说明杯中空气减少了，因为空气中的一部分氧和铁化合成了氧化铁（即铁锈）。

：①构成地球周围大气的气体。无色，无味，主要成分是氮气和氧气，还有极少量的氡、氦、氖、氩、氪、氙等惰性气体和水蒸气、二氧化碳和尘埃等。②气氛：学习～浓厚ㄧ不要人为地制造紧张～。

空气的物理性质:

空气就是我们周围的气体。我们看不到它，也品尝不到它的味道，但是在刮风的时候，我们就能够感觉到空气的流动。

在0摄氏度及一个标准大气压下（1013×10^3 Pa）空气密度为1293g/L

空气的状态:

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。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是2095%氧，7812%氮和093％氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。

空气作为混合气体，在定压下冷凝时温度连续降低，如在标准大气压（1013KPa）下，空气于817K（露点）开始冷凝，温度降低到789K（泡点）时全部转变为饱和液体。这是由于高沸点组分（氧、氩）开始冷凝较多，而低沸点组分（氧）到过程终了才较多地冷凝。

空气的成分：

在远古时代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。德国史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论，就是“燃素学说”。他认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，他认为，燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧

空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。

空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。

空气的分层：

空气包裹在地球的外面，厚度达到数千千米。这一层厚厚的空气被称为大气层。大气层分为几个不同的层，这几个气层其实是相互融合在一起的。我们生活在最下面的一层（即对流层）中。在同温层，空气要稀薄的多，这里有一种叫做“臭氧”（氧气的一种）的气体，它可以吸收太阳光中有害的紫外线。同温层的上面是电离层，这里有一层被称为离子的带电微粒。电离层的作用非常重要，它可以将无线电波反射到世界各地。若不考虑水蒸气、二氧化碳和各种碳氢化合物，则地面至100km高度的空气平均组成保持恒定值。在25km高空臭氧的含量有所增加。在更高的高空，空气的组成随高度而变，且明显地同每天的时间及太阳活动有关。

“沉重”的空气：

空气并非没有重量——一桶空气的重量大约相当于一本书中两页纸的重量。大气层中的空气始终给我们以压力，这种压力被称为大气压，我们人体每平方厘米上大约要承受一千克的重量。因为我们体内也有空气，这种压力体内外相等，所以，大气的压力才不会将我们压垮。

生命赖以生存的空气：

由于地球有强大的吸引力，使百分之八十的空气集中在离地面平均为十五公里的范围里。这一空气层对人类生活、生产活动影响很大。人们通常所说的大气污染指的是这一范围内的空气污染。工业的发展，向空气排放了有害物质，污染了空气，使空气里增加了有害成分。当空气里的有害物质达到一定浓度后，就会严重地损害人类的健康和农作物的生长，破坏了某些物质，又会使人的能见度降低，影响交通安全等等。因此，必须大力防止空气的污染。

排放到空气里的有害物质，可以分为以下几类：粉尘类（如炭粒等），金属尘类（如铁、铝等），湿雾类（如油雾、酸雾等），有害气体类（如一氧化碳、硫化氢、氮的氧化物等）。从世界范围来看，排放量较多、危害较大的有害气体是二氧化硫和一氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃烧中产生的。一氧化碳主要是汽车开动时排出的。从全球估计，一氧化碳的排出量超过二氧化硫的排出量。

空气质量：

假如没有空气，我们的地球上将是一片荒芜的沙漠，没有一丝生机。绿色植物利用空气中的二氧化碳以及阳光和水合成营养物质，在此过程中，氧气被释放出来，人类和其他动物呼吸空气来获取氧气，动物还需要氧气从摄入的食物中获取能量。

根据国家环保局统一规定，我国空气质量分为5级。它是将一系列复杂的空气监测数据，按一定方法处理后，算出其空气污染指数具体是多少，然后再确定其空气质量等级。

其具体标准如下:当空气污染指数达0—50时为1级；51—100时为2级；101—200时为3级；201—300时为4级；300以上时为5级。其中3级属于轻度污染，4级属于中度污染，5级则属于重度污染了。