التنفس هو أحد أهم العمليات المطلوبة لجميع الكائنات الحية. تأخذ الحيوانات الأكسجين وتطرد ثاني أكسيد الكربون. تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين كمنتج نفايات. ومع ذلك ، لا يوجد أي من هذه الغازات بكثرة في الغلاف الجوي للأرض. يتكون الهواء في الغالب من النيتروجين.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
يشكل النيتروجين حوالي 78 بالمائة من الهواء في الغلاف الجوي للأرض.
مما يتكون الهواء
النيتروجين هو أكثر الغازات وفرة في الغلاف الجوي. يتكون الهواء من 78٪ نيتروجين. يمثل الأكسجين 21 في المائة ، ويشكل غاز الأرجون الخامل 0.9 في المائة من الهواء. تتكون نسبة 0.1 في المائة المتبقية من عدة غازات نزرة. معظم 0.1 في المئة من ثاني أكسيد الكربون. تشمل الغازات النزرة الأخرى النيون والهيليوم والميثان (CH4) ، أكسيد النيتروز (N2O) والأوزون (O3.)
كيمياء الغلاف الجوي
غاز النيتروجين ليس شديد التفاعل مع الجزيئات الأخرى في الغلاف الجوي وهو موجود بشكل أساسي في الهواء مثل N2. ينتج سلوك النيتروجين غير التفاعلي عن الروابط الثلاثية القوية التي تتشكل بين أزواج الإلكترونات الثلاثة المشتركة بين ذرتين من النيتروجين. هذه الروابط لها أنصاف أقطار قصيرة نسبيًا ، مما يتطلب المزيد من الطاقة لكسرها. يصبح النيتروجين أكثر تفاعلًا في درجات الحرارة المرتفعة. في درجات الحرارة المنخفضة ، يؤدي وجود محفزات معينة إلى زيادة تفاعل النيتروجين مع الجزيئات الأخرى. أحد التفاعلات الشائعة القائمة على النيتروجين والتي تحدث في الغلاف الجوي هو تكوين أكسيد النيتروجين NO ، أثناء العواصف عندما يضرب البرق.
تثبيت النيتروجين
النيتروجين مهم لجميع الكائنات الحية لأنه يشكل الأساس للعديد من المركبات الضرورية للحياة. تحتوي البروتينات والإنزيمات والهرمونات والكلوروفيل على النيتروجين. تحتوي الأحماض النووية أيضًا على النيتروجين وتشكل سلاسل طويلة من النيوكليوتيدات التي تشكل العمود الفقري للحمض النووي والحمض النووي الريبي. ومع ذلك ، لا يمكن للكائنات الحية استخدام N.2 في شكله الغازي في الغلاف الجوي. يتم تحويل غاز النيتروجين الموجود في الجيوب الهوائية داخل التربة إلى شكل يمكن للنباتات استخدامه من خلال عملية تسمى تثبيت النيتروجين. تشمل الكائنات الحية المثبتة للنيتروجين أنواعًا معينة من البكتيريا والكائنات الدقيقة الأخرى التي تعيش على جذور البقوليات مثل فول الصويا والبرسيم والبرسيم الأحمر. تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحويل N2 إلى مركبات أخرى مثل الأمونيوم والنترات ، والتي تمتصها جذور النباتات. يأكل المستهلكون النباتات ويعيدون في وقت لاحق مركبات النيتروجين إلى التربة من خلال التخلص منها أو التحلل. تقوم النباتات أيضًا بإعادة النيتروجين إلى التربة عندما تتحلل. تقوم الكائنات الدقيقة المثبتة للنيتروجين في التربة بتفكيك هذه المركبات ، وتستمر دورة النيتروجين.
تلوث الهواء
نظرًا لأن النيتروجين يمكن أن يكون شديد التفاعل في درجات الحرارة العالية ، تتشكل مركبات أكسيد النيتروجين عند حرق الوقود. ومن هذه المركبات ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) ، هو منتج ثانوي للاحتراق ويوجد في الانبعاثات من السيارات والمصانع. في شكل غازي ، لا2 هو مهيج للجهاز التنفسي. في وجود الماء في الغلاف الجوي ، يمكن أن تتفاعل لتكوين أمطار حمضية.