你看不见它，但是你每时每刻都离不开它。它是地球上一切生命得以生存的前提，动物呼吸、植物光合作用都离不开它；它还是地球的外衣，可以使地球上的温度保持相对稳定；它也是地球上生命的保护者，可以吸收来自太阳的紫外线，保护地球上的生物免受伤害；它可以阻止来自太空的高能粒子过多地进入地球，阻止陨石撞击地球……
是谁发现空气成分的
空气是构成地球周围大气层的气体，无色，无味。它的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、笑气、臭氧、氢气和尘埃等。
拉瓦锡重新认识了空气
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，否定了燃素学说。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，空气的主要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，这些成分之所以几乎不变，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的。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，中间层，电离层和散逸层，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对流层中。在同温层，空气要稀薄得多，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100千米高度的空气平均组成保持恒定值。在25千米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。
普利斯特里不认识氧气
普利斯特里是英国著名化学家，1733年3月13日出生，1804年2月6日去世，由于他在气体化学方面做出的伟大贡献，被尊称为气体化学之父。
发现氧而不认识氧
1774年，普利斯特里把汞烟灰（氧化汞）放在玻璃皿中用聚光镜加热，发现它很快就分解出气体来。
他原以为放出的是空气，于是利用集气法收集产生的气体，并进行研究，发现该气体使蜡烛燃烧更旺，呼吸它感到十分轻松舒畅。他制得了氧气，还用实验证明了氧气有助燃和助呼吸的性质。
但由于他是个顽固的燃素说信徒，仍认为空气是单一的气体，所以他还把这种气体叫“脱燃素空气”，其性质与前面发现的“被燃素饱和的空气”（氮气）差别只在于燃素的含量不同，因而助燃能力不同。
普利斯特里还作了这样一段实验记录：“我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后经过很多时候，身心一直觉得十分轻快适畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”其实他所发现的就是重要的化学元素氧。
遗憾的是，由于他深信燃素学说，因而认为这种气体不会燃烧，只是有特别强的吸收燃素的能力，能够助燃。因此，他把这种气体称为“脱燃素空气”，把氮气称为“被燃素饱和了的空气”。
为什么称普利斯特里为“气体化学之父”
普利斯特里在英国利兹时，一方面担任牧师，一方面开始从事化学的研究工作。他对气体的研究是颇有成效的。他利用制得的氢气研究该气体对各种金属氧化物的作用。同年，普利斯特里还将木炭置于密闭的容器中燃烧，发现能使五分之一的空气变成碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体不助燃也不助呼吸。由于他虔信燃素说，因此把这种剩下来的气体叫“被燃素饱和了的空气”。显然他用木炭燃烧和碱液吸收的方法除去空气中的氧和碳酸气，制得了氮气。此外，他发现了氧化氮（NO），并用于对空气的分析上。还发现或研究了氯化氢、氨气、亚硫酸气体（二氧化碳）、氧化二氮、氧气等多种气体。1766年，他的《几种气体的实验和观察》三卷书出版。这几卷书详细叙述各种气体的制备或性质。由于他对气体研究的卓著成就，所以他被称为“气体化学之父”。
1791年，普利斯特里由于同情法国大革命，作了好几次为大革命宣传的讲演，因而受到一些人的迫害，家被抄，图书及实验设备都被付之一炬。他只身逃出，躲避在伦敦，但伦敦也难于久居。1794年他61岁时不得不移居美国。在美国继续从事科学研究。1804年病故。英、美两国人民都十分尊敬他，在英国有他的全身塑像。在美国，他住过的房子已建成纪念馆，以他的名字命名的普利斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。
1773年左右，瑞典化学家舍勒，用两种不同的方法制得了他称之为“火气”的气体，并用实验证明空气中也存在着“火气”。他所制取的火气实际就是氧气，发现时间比普利斯特里发现氧还早一年。同样令人遗憾的，舍勒也是燃素学说的坚信者，他认为火是火气与燃素生成的化合物。可见普利斯特里和舍勒虽然都独立地制得了氧气，却不能认识氧气。
氮气和氨肥的故事
氮在常况下是一种无色、无味、无臭的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数）；在标准情况下，气体密度是1.25g/L；氮气在水中溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。
氮气的作用
氮主要用于合成氨，还是合成纤维（锦纶、腈纶）、合成树脂、合成橡胶等的重要原料。由于氮的化学惰性，常用作保护气体，以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化。用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。液氨还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑、除包、除痘等的手术时常常也使用，并将病体冻掉，但是容易出现疤痕，并不建议使用。
氮是一种营养元素，还可以用来制作化肥。例如：碳酸氢铵NH4HCO3、氯化铵NH4Cl、硝酸铵NH4NO3等。
氮气在汽车上的作用
氮气几乎为惰性的双原子气体，化学性质极不活泼，气体分子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形幅度小，其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30%～40%，能保持稳定胎压，提高轮胎行驶的稳定性，保证驾驶的舒适性；氮气的音频传导性低，相当于普通空气的1/5，使用氮气能有效减少轮胎的噪音，提高行驶的宁静度。
可以防止爆胎和缺气碾行。爆胎是公路交通事故中的头号杀手。据统计，在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时，轮胎温度会因与地面摩擦而升高，尤其在高速行驶及紧急刹车时，胎内气体温度会急速上升，胎压骤增，所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化，疲劳强度下降，胎面磨损剧烈，又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比，高纯度氮气因为无氧且几乎不含水分不含油，其热膨胀系数低，热传导性低，升温慢，降低了轮胎聚热的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地减少爆胎的几率。
可以延长轮胎使用寿命。使用氮气后，胎压稳定体积变化小，大大降低了轮胎不规则摩擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了轮胎的使用寿命；橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致，老化后其强度及弹性下降，且会有龟裂现象，这是造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其他杂质，有效降低轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象，不会腐蚀金属轮辋，延长了轮胎的使用寿命，也极大程度地减少轮辋生锈的状况。
可以减少油耗，保护环境。轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加，会造成汽车行驶时的油耗增加；而氮气除了可以维持稳定的胎压，延缓胎压降低之外，其干燥且不含油、不含水，热传导性低，升温慢的特性，减低了轮胎行走时温度的升高，轮胎变形小，使抓地力得到提高等，降低了滚动阻力，从而达到减少油耗的目的。
若氨气被吸入人体，少部分会被二氧化碳所中和，余下的将进入血液，主要与血红蛋白结合，破坏血液运氧功能。
人体短期内吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等情况。若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。
室内空气中氨气主要来自建筑施工中使用的混凝土添加剂。添加剂中含有大量氨内物质，在墙体中随着温度、湿度等环境因素的变化而还原成氨气释放出来。
腼腆的巨匠发现了氢气
亨利·卡文迪许，1731年10月10日生于法国尼斯，1810年3月10日去世。1784年左右，卡文迪许研究了空气的组成，发现普通空气中氮占4/5，氧占1/5。他确定了水的成分，肯定了它不是元素而是化合物。他还发现了硝酸。
极度腼腆的科学巨匠
卡文迪许是那个年代最有才华而又极为腼腆的英国科学家。几位作家为他写过传记。用其中一位的话来说，他特别腼腆，“几乎到了病态的程度”。他跟任何人接触都会感到局促不安，连他的管家都要以书信的方式跟他交流。
有一回，他打开房门，只见前门台阶上立着一位刚从维也纳来的奥地利仰慕者。那奥地利人非常激动，对他赞不绝口。一时之间，卡文迪许听着赞扬声，仿佛挨了一记闷棍；接着，他再也无法忍受，顺着小路飞奔而去，出了大门，连前门也顾不得关上。几个小时以后，他才被劝说回家。
有时候，他也大胆涉足社交界——尤其热心于每周一次的由伟大的博物学家约瑟夫·班克斯举办的科学界聚会——但班克斯总是对别的客人讲清楚，大家绝不能靠近卡文迪许，甚至不能看他一眼。那些想要听取他的意见的人被建议晃悠到他的附近，仿佛不是有意的，然后“只当那里没有人那样说话”。如果他们的话算得上是谈论科学，他们也许会得到一个含糊的答案，但更经常的情形是听到一声怒气冲冲地尖叫（他好像一直是尖声尖气的），转过身来发现真的没有人，瞬间卡文迪许飞也似的逃向一个比较安静的角落。
制取了氢气
卡文迪许于1781年采用铁与稀硫酸反应而首先制得“可燃空气”（即氢气）他使用了排水集气法并对产生的气体进行了多步干燥和纯化处理。随后他测定了它的密度，研究了它的性质。他使用燃素说来解释，认为在酸和铁的反应中，酸中的燃素被释放出来，形成了纯的燃素——“可燃空气”。
卡尔迪许得知普利斯特里发现在空气中存在“脱燃素气体”（即氧气），就将空气和氢气混合，用电火花引发反应，得出这样的结果“在不断的实验之后，我发现可燃空气可以消耗掉大约1/5的空气，在反应容器上有水滴出现。”随后卡文迪许继续研究氢气和氧气反应时的体积比，得出了2.02：1的结论。
对于氢气在氧气中燃烧可以生成水这一点的发现权，当时曾引起了争论。因为普里斯特利、瓦特、卡文迪许都做过类似的实验。1785年瓦特被选为皇家学会会员，争论以当事人的和解而告终。
