河北省承德市營子區(qū)教育局中學教研室 張學軍
空氣趣談
河北省承德市營子區(qū)教育局中學教研室 張學軍
空氣對我們來說,是再普通不過的一種物質了,召之即來,揮之即去。但空氣對我們來說,又是太過重要的一種物質了,舉足輕重,不可或缺。下面就和同學們說說有關空氣的一些趣事。
1771年,瑞典藥劑師舍勒將一塊橡皮似的白磷扔進一個空瓶子。白磷是個脾氣暴躁的家伙,它平白無故就會“發(fā)火”——在空氣中自燃。舍勒發(fā)現(xiàn),白磷燃燒之后,瓶子中失去了約1/5的氣體,而且小老鼠在剩余的氣體中會很快死亡。這件事引起了法國化學家拉瓦錫的注意,他進行了詳細的研究,最后得出結論:那失去的1/5氣體,叫做“氧氣”,剩下的則是不助燃的“氮氣”。現(xiàn)在已經(jīng)測定,空氣的成分按體積計算,氧氣約占21%,氮氣約占78%,其他氣體約占1%。所以,空氣并不是“空”的。
氦、氖、氬、氪、氙和氡等氣體分子是由單原子構成的。除氦外,其他元素的原子,最外層都有八個電子(氦是兩個),具有相對穩(wěn)定的結構。過去,人們認為這些氣體根本不可能跟其他物質發(fā)生化學反應生成化合物,故人們稱這些氣體為“惰性氣體”。直到1962年,英國化學家巴特利特通過實驗,得到惰性氣體的第一個化合物六氟鉑酸氙(XePtF6)。之后,人們又制得了氙與氟的化合物二氟化氙(XeF2),以及氪跟氟的化合物四氟化氪(KrF4)等。鑒于惰性氣體的“惰性”只是相對而言的,又因為它們在自然界中含量極少,所以在1991年全國自然科學名詞審定委員會公布的《化學名詞》中正式規(guī)定,把“惰性氣體”改稱為“稀有氣體”。
日常生活中,有時我們接觸到的是“空氣”,如清新的空氣、空氣污染、空氣質量日報等,但有時我們接觸到的又是“大氣”,如大氣污染防治、大氣壓強等。那么,空氣與大氣存在怎樣的關系呢?
《辭?!分袑諝饨o出的解釋是:彌漫于地球周圍的混合氣體。離地面愈高,空氣愈稀薄。主要成分為氮和氧。以體積計,氧約1/5,氮約4/5,此外尚有水汽、二氧化碳、氬、氖、臭氧等氣體。《中國百科大辭典》中對空氣的定義是:空氣是指地球周圍的大氣,主要指從海平面至地面高度約300公里的大氣。氣象學上則認為:大氣是圍繞地球的空氣包層,與海洋、陸地共同構成地球體系,天氣從現(xiàn)象上來講,絕大部分是大氣中水分變化的結果。大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的,在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環(huán)流的共同作用下,形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。
不難看出,空氣與大氣是互為定義的,可以認為大氣即空氣,只是在應用上稍有區(qū)別:大氣側重于它的空間結構,而空氣則是側重于其組成、性質及用途等。