지구의 대기는 중력으로 인해 제자리에 고정 된 가스 층으로 구성되어 있습니다. 대기의 주요 구성 요소는 질소, 산소, 아르곤 및 이산화탄소입니다. 질소와 이산화탄소는 지구 생명체에 필수적이며 광합성 및 단백질 합성과 같은 여러 생화학 적 과정에 필수적입니다.
질소는 원자 번호가 7 인 주기율표의 원소입니다. 질소의 핵은 양전하를 가진 7 개의 양성자와 일반적으로 전하가없는 7 개의 중성자로 구성됩니다. 전기적으로 중성 원자를 유지하기 위해 7 개의 전자가 일련의 껍질에서 핵을 공전합니다. 질소는 실온에서 가스이며 지구 대기의 약 78 %를 차지합니다. 질소는 섭씨 -210.1도 (화씨 -346.18도)에서 액화되어 극저온 실험 및 활동에 사용할 수 있습니다.
이산화탄소는 단일 탄소 원자와 두 개의 산소 원자로 구성된 분자를 가진 화합물입니다. 탄소와 산소 원자의 외피에있는 전자는 공유 결합을 형성합니다. 이산화탄소는 실온의 가스이며 지구 대기의 0.03 %를 차지합니다. 이산화탄소는 정상적인 대기압에서 액체상을 통과하지 않고 고체를 형성한다는 점에서 특이합니다. 이 과정을 승화라고합니다. 이산화탄소는 승화하여 섭씨 -56도 (화씨 -68.8도)에서 드라이 아이스를 형성합니다.
식물이 햇빛을 포도당으로 바꾸는 과정 인 광합성은 다음과 같은 가장 기본적인 생물학적 반응 중 하나입니다. 지구상에서 일어나며 먹이 사슬의 맨 아래에있는 생명의 기초를 형성하여 포유류와 같은 더 복잡한 유기체에 음식. 광합성은 포도당을 합성하기 위해 천연 탄소원을 필요로합니다. 대기 중 이산화탄소 가스에서이를 얻습니다. 광합성에 대한 화학 단어 방정식은 다음과 같습니다.
질소는 단백질 및 핵산과 같은 기본적인 생물학적 분자의 필수 구성 요소입니다. 대기 중의 질소 가스는 "질소 고정"박테리아에 의해 포집됩니다. 이 과정에서 질소와 수소 가스는 식물이 직접 흡수 할 수있는 암모니아로 전환됩니다. 또는 암모니아는 토양에서 식물이 흡수 할 수있는 질산염으로 부패합니다. 식물은 암모니아와 질산염을 사용하여 엽록소, 단백질 및 핵산과 같은 생화학 분자를 합성합니다. 질소는 여러 공정을 통해 대기로 다시 방출 될 수 있습니다. 토양에 서식하는 탈질 박테리아는 질산염을 질소 가스로 전환 할 수 있습니다. 또는 식물 내의 질소 함유 분자는 동물에 의해 소비되어 질소가 풍부한 배설물을 생성합니다. 질화 박테리아는이 폐기물에서 암모니아를 분해하여 질산염으로 전환합니다. 탈질 박테리아는 질산염을 질소 가스로 분해합니다. 이러한 단계는 질소 순환의 기초를 형성합니다.
