为什么空气中氮气很多

知乎-韩冬
地壳中各元素的含量从大到小依次为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢 百分比分别为:氧48.06%、硅26.30%、铝7.73%、铁4.75%、钙3.45%、钠2.74%、钾2.47%、镁2.00%、氢0.76%、其他0.76%（质量分数）。
大气各元素比例是：氧21%左右，氮78%左右，其他1%（体积分数）。
注意：地壳的质量远大于大气层。（至于地壳元素分布为什么是这样，这里暂不回答）。

我们要探究地球大气中氮元素所占比例为什么这么高，就要看一下，氮元素的竞争对手们怎么败给它的。

地壳里面，硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等元素质量都很大，可惜它们的单质和化合物都是固体。所以所有不是气体的元素和化合物都被淘汰。

我们发现氯气和惰性气体等本身就很少，都是少数民族。所以氮气的主要竞争对手只有几个：氢气和氧气，以及二氧化碳，一氧化碳，氨气，氮氧化合物（一氧化氮，二氧化氮等），甲烷。

以下是PK过程：
氢气和氧气结合成水，变成了海洋。氢气阵亡。氧气伤亡一部分。
氧气和铁结合成为铁矿石，氧气和硅结合变成二氧化硅及硅酸盐（岩石，沙漠，土壤的主要成分之一），氧气和铝结合生成氧化铝等（土壤主要组成成分），氧气和钙，钠，钾，镁结合……氧气阵亡大半，无力与氮气相抗衡。
二氧化碳，一氧化碳，原先还挺多的，被植物数十亿年光合作用变成了氧气和有机物，现在只占不到1%（要不是光合作用，氧气连现在的20%的份额都没有）。
氨气，氮氧化合物纷纷表示氮气化学性质稳定，也就是打闪电的时候，氮气和氧气（氢气）能少量结合一点点……
总之，只有氮气称王称霸，化学性质稳定是硬道理！
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如果二氧化硅是气体的话，地球大气毫无疑问主要由二氧化硅组成，庞大的数量直接把氮气变成少数民族。
因为地壳质量比大气层质量大几个数量级，所以氢元素虽只有地壳质量的 0.76%，仍然比氮气质量大（而且氢原子量小，就算氢和氮总质量一样多，按物质的量算，氢要比氮多10倍多）。但氢主要以水的形式存在于地球上……地球表面温度如果高于100摄氏度的话，海洋全变成水蒸气，氮气就牛不起来了。所以关键是地球表面的温度 。

——————————————————木星火星金星们———————————————————
除了白矮星中子星，恒星例如太阳的主要成分是氢和氦（氢是绝对老大）。木星土星天王星海王星是巨行星（就是个巨大气球），其中木星和土星有成为恒星的野心，主要成分也是氢和氦；天王星和海王星是冰巨星，也是气体表面（氢和氦） ，不过有个冰核（主要成分水，氨，甲烷，说是‘冰’其实是流体）。
以上这些巨型怪兽们都是以氢元素为主，符合氢是宇宙中最普遍的元素这一结论。像地球金星火星这些小不点们，为什么以硅铁这种大原子量元素为主，可以参考网上资料，反正这群类地行星，有铁镍核心，有硅（硅酸盐，二氧化硅等）做外层[1]，氧单质就很难在大气层存在，大多都被硅铁等固定到地表了。幸好二氧化碳是气体，甲烷是气体，水蒸气是气体，氨气是气体，所以在原始地球，现在的金星火星，上述气体都是大气主要成分之一，不输氮气。尤其是二氧化碳居多，但地球有了叶绿素之后不得了，把二氧化碳变成了氧气和有机物（固体），氧气又把甲烷变成二氧化碳和水，二氧化碳又被叶绿素变成氧和有机物……这一过程持续了很多亿年，顺便把地表能氧化的铁单质全部氧化（对，你能见到的铁矿几乎都是被氧化的铁了，结余的氧气才形成臭氧层，以及我们呼吸的氧（这个结余比氮气少多了）。

[1]类地行星中有不以硅作为外层，以碳为外层的“钻石星”（目前尚未观测到）
PS 类地行星对氢的态度是，能留下就结婚（和氧结婚——水，和碳氧结婚——有机物），不愿意结婚的请走人（这就牵扯到逃逸速度了），同理氦气。

空气中氮气占78%,氧气占21%,其他占1%.

这是最佳比例.

虽然氧气是人类和动物所必需的, 但也不能全是氧气, 不然的话, 很多东西很容易被氧化, 还很容易燃烧,比如在做实验的时候,在纯氧里的燃烧比在空气中的燃烧要剧烈得多.

而且, 植物的生长离不开氮元素, 空气中的氮气能和氢气合成氨, 被植物所吸收.