空气是构成地球周围大气层的气体,无色,无味,主要成分是氮气和氧气,还
有极少量的氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体和水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮(又称笑气)、臭氧、氢气和尘埃等。
在远古时代,人们对空气的认识非常简单,空气也曾被人们认为是单一的物质。
在公元1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验,得出空气的组成是复杂的结论。德国史达尔约在公元1700年提出了一个普遍的化学理论,就是“燃素学说”。这种学说并不正确,不能解释自然界变化中的一些现象,存在着严重的矛盾。公元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气体叫作氮气(原意是不支持生命),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。
空气的成分是恒定的吗
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氧气,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。比如人吸进去氧气,呼出二氧化碳;植物吸收二氧化碳,排出氧气。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。二氧化碳和水蒸气的多寡是根据地区的不同而变化。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。
大气层分为对流层、平流层(旧称同温层)、中间层、热层(旧称电离层)和散逸层(又称外层大气),这几个气层其实是相互融合在一起的。我们生活在最下
面的对流层中。
在平流层,空气要稀薄得多,这里有一种叫作“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。平流层的上面是热层,这里有一层被称为离子的带电微粒。热层的作用非常重要,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。
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