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原因之一是氮?dú)庠诘厍虼髿庵械奶右菟俣扰c方均根速度之比為22，這個(gè)比值不小了嗎,？ 【韓冬的回答(17票)】:
我們要探究地球大氣中氮元素所占比例為什么這么高,，就要看一下，氮元素的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們?cè)趺磾〗o它的。 地殼里面,，硅,、鋁、鐵,、鈣,、鈉、鉀,、鎂等元素質(zhì)量都很大,，可惜它們的單質(zhì)和化合物都是固體。所以所有不是氣體的元素和化合物都被淘汰,。 我們發(fā)現(xiàn)氯氣和惰性氣體等本身就很少,，都是少數(shù)民族。所以氮?dú)獾闹饕?jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有幾個(gè)：氫氣和氧氣,，以及二氧化碳,，一氧化碳，氨氣,，氮氧化合物（一氧化氮，二氧化氮等）,，甲烷,。 以下是PK過(guò)程： 氫氣和氧氣結(jié)合成水，變成了海洋,。氫氣陣亡,。氧氣傷亡一部分。 氧氣和鐵結(jié)合成為鐵礦石,，氧氣和硅結(jié)合變成二氧化硅及硅酸鹽（巖石,，沙漠，土壤的主要成分之一）,，氧氣和鋁結(jié)合生成氧化鋁等（土壤主要組成成分）,，氧氣和鈣，鈉,，鉀,，鎂結(jié)合……氧氣陣亡大半，無(wú)力與氮?dú)庀嗫购狻?nbsp; 二氧化碳,，一氧化碳,，原先還挺多的，被植物數(shù)十億年光合作用變成了氧氣和有機(jī)物,，現(xiàn)在只占不到1%（要不是光合作用,，氧氣連現(xiàn)在的20%的份額都沒(méi)有）。 氨氣，氮氧化合物紛紛表示氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,，也就是打閃電的時(shí)候,，氮?dú)夂脱鯕猓錃猓┠苌倭拷Y(jié)合一點(diǎn)點(diǎn)…… 總之，只有氮?dú)夥Q王稱霸,，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定是硬道理,！ ………………………………………………………………………………………………………………
——————————————————木星火星金星們——————————————————— 除了白矮星中子星,，恒星例如太陽(yáng)的主要成分是氫和氦（氫是絕對(duì)老大）。木星土星天王星海王星是巨行星（就是個(gè)巨大氣球）http://baike.baidu.com/view/364094.htm,，其中木星和土星有成為恒星的野心,，主要成分也是氫和氦；天王星和海王星是冰巨星,，也是氣體表面（氫和氦） ,，不過(guò)有個(gè)冰核（主要成分水，氨,，甲烷,，說(shuō)是‘冰’其實(shí)是流體）。 以上這些巨型怪獸們都是以氫元素為主,，符合氫是宇宙中最普遍的元素這一結(jié)論,。像地球金星火星這些小不點(diǎn)們，為什么以硅鐵這種大原子量元素為主,，可以參考http://www.zhihu.com/question/19801526,，反正這群類地行星，有鐵鎳核心,，有硅（硅酸鹽,，二氧化硅等）做外層[1],，氧單質(zhì)就很難在大氣層存在，大多都被硅鐵等固定到地表了,。幸好二氧化碳是氣體,，甲烷是氣體，水蒸氣是氣體,，氨氣是氣體,，所以在原始地球，現(xiàn)在的金星火星,，上述氣體都是大氣主要成分之一,，不輸?shù)獨(dú)狻Ｓ绕涫嵌趸季佣?，但地球有了葉綠素之后不得了,，把二氧化碳變成了氧氣和有機(jī)物（固體），氧氣又把甲烷變成二氧化碳和水,，二氧化碳又被葉綠素變成氧和有機(jī)物……這一過(guò)程持續(xù)了很多億年,，順便把地表能氧化的鐵單質(zhì)全部氧化（對(duì)，你能見(jiàn)到的鐵礦幾乎都是被氧化的鐵http://baike.baidu.com/view/135139.htm）了,，結(jié)余的氧氣才形成臭氧層,，以及我們呼吸的氧（這個(gè)結(jié)余比氮?dú)馍俣嗔耍?/p> [1]類地行星中有不以硅作為外層，以碳為外層的“鉆石星”http://baike.baidu.com/view/1101989.htm（目前尚未觀測(cè)到） PS 類地行星對(duì)氫的態(tài)度是,，能留下就結(jié)婚（和氧結(jié)婚——水,，和碳氧結(jié)婚——有機(jī)物），不愿意結(jié)婚的請(qǐng)走人（這就牽扯到逃逸速度了）,，同理氦氣。 【王偉的回答(1票)】: 早期大氣來(lái)自于地球形成早期從灼熱的地殼中溢出的氣體,，推測(cè)主要由甲烷（CH4）,、氨（NH3）、氫（H2）,、水（H2O）等組成,。 因?yàn)榛鹕奖l(fā)所噴出的氣體是二氧化碳（CO2）、氨（NH3）,、氮（N2）,、二氧化硫（SO2）、甲烷（CH4）,、氫（H2）和水蒸氣（H2O）,，這些氣體在地球冷卻前飛向空中，等到地球冷卻,，逃出的氣體因重力而覆蓋地球形成最原始的大氣,。其中水蒸氣凝結(jié)成為水，而二氧化碳、二氧化硫溶于水中變成溶液,，因此大氣剩下氨,、氫和甲烷，這就是被我們所認(rèn)為的原始大氣,。 看得出來(lái)自由氧不是原本就存在的,，是由細(xì)菌，像是藍(lán)細(xì)菌或者藍(lán)綠藻在距今大約20億年前演變至能進(jìn)行光合作用之后產(chǎn)生的,，是生物把原本固定在地殼中的氧元素釋放到大氣中,。 但氧氣是強(qiáng)氧化物，氧氣一出現(xiàn),，原始大氣中的氨,、氫和甲烷都不穩(wěn)定了，最終他們被氧化為CO2, N2和H2O,，氧氣改造了還原性的原始大氣后,， 距今大約5億年，氧濃度的增加使生物能發(fā)展出多細(xì)胞的動(dòng)物性生物,。這些多細(xì)胞的動(dòng)物性生物的出現(xiàn)使大氣中氧元素含量達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡,。 N2大量存在的主要原因是，他是最穩(wěn)定的氮化物,。容易產(chǎn)生,，卻不易被消耗，很難被生物利用,。 參考： http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%A4%E5%A4%A7%E6%B0%A3%E5%B1%A4 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E5%A4%A7%E6%B0%94%E5%B1%82#.E5.8E.9F.E5.A7.8B.E5.A4.A7.E6.B0.A3 【郭小智的回答(1票)】: 之前在知道上看到的,作參考. 地球上的"逃逸速度"是11．2千米每秒,，這意味著任何地球上的物體，如果以11．2千米每秒的初速度向上運(yùn)動(dòng),，它就能脫離地球的影響而飛出去,。這對(duì)大到火箭、小到分子的任何物體都適用,。 在室溫下,，大氣中的氧分子的平均速度是0．5千米每秒，氫分子的平均速度是氧的4倍,。在大氣中,，運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)11．2千米每秒（逃逸速度）的氣體分子，只占一個(gè)極小極小的百分比,。而且,，即使能達(dá)到這樣高的速度，這些分子在大氣的低層也是不可以逃逸的,，因?yàn)樵诘蛯哟髿庵蟹肿娱g的碰撞機(jī)會(huì)很多,，這些"高速分子"在同速度較慢的近鄰分子碰撞后,，運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)慢下來(lái)。 然而,，在高層大氣中情況就不同了,。首先，那里強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射會(huì)把大氣分子中很大一部分激發(fā)到極高的能量和很大的速度,。其次,，在高層稀薄空氣中，分子間碰撞的幾率大大減小,，分子的平均自由程大為增加,。在220千米的高空，大氣分子的平均自由程竟達(dá)到1000米,！在那里,，一個(gè)分子每秒中的平均碰撞次數(shù)只有一次，而在海平面上每秒?yún)s要碰撞50億次,。因此,，在高層大氣中分子的逃逸可能很大。 大氣分子逃離地球,，這意味著大氣層在"漏氣",。但"漏"出去的主要是最輕的氫分子，由于氧和氮分子相當(dāng)重,，而在給定溫度下,，每一種分子的平均速度與它們的分子量的平方根成反比，所以氧和氮分子只有很少一部分能達(dá)到逃逸速度,。這就是今天的大氣中氧和氮占的比例最大的原因,。而氫和氦等輕元素，由于它們的氣態(tài)分子較容易逃離地球,，造成今天的大氣層中氫和氦的含量所剩無(wú)幾,，尤其是氦，它已成為"稀有氣體",。 既然氮?dú)夂脱鯕舛疾灰滋右荩瑸槭裁吹獨(dú)鈪s要比氧氣多出很多呢,？還有一個(gè)原因：因?yàn)榈獨(dú)獗妊鯕夥€(wěn)定,，常溫下不易與其它物質(zhì)反應(yīng)。 原文地址:知乎 |
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