Elpošana ir viens no vissvarīgākajiem procesiem, kas nepieciešams visām dzīvajām būtnēm. Dzīvnieki uzņem skābekli un izspiež oglekļa dioksīdu. Augiem nepieciešams oglekļa dioksīds, un no tā izdalās skābeklis kā atkritumi. Tomēr neviena no šīm gāzēm nav visplašākā Zemes atmosfērā. Gaiss galvenokārt sastāv no slāpekļa.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Slāpeklis veido aptuveni 78 procentus no Zemes atmosfērā esošā gaisa.
No kā tiek veidots gaiss
Slāpeklis ir visplašākā gāze atmosfērā. Gaiss sastāv no 78 procentiem slāpekļa. Skābeklis veido 21 procentu, un inertais cēlgāzes argons veido 0,9 procentus no gaisa. Atlikušos 0,1 procentus veido vairākas mikroelementu gāzes. Lielākā daļa no 0,1 procentiem ir oglekļa dioksīds. Citas gāzu pēdas ir neons, hēlijs, metāns (CH4), slāpekļa oksīds (N2O) un ozons (O3.)
Atmosfēras ķīmija
Slāpekļa gāze nav ļoti reaktīva ar citām atmosfērā esošām molekulām, un tā galvenokārt atrodas gaisā kā N2. Slāpekļa nereaģējošā uzvedība rodas no spēcīgajām trīskāršajām saitēm, kas veidojas starp trim elektronu pāriem, kas sadalīti starp diviem slāpekļa atomiem. Šīm saitēm ir salīdzinoši īss rādiuss, kura pārtraukšanai nepieciešams vairāk enerģijas. Augstākā temperatūrā slāpeklis kļūst reaktīvāks. Zemākā temperatūrā noteiktu katalizatoru klātbūtne izraisa slāpekļa reaktivitāti ar citām molekulām. Viena izplatīta atmosfērā notiekoša slāpekļa reakcija ir NO, slāpekļa oksīda veidošanās vētru laikā, kad notiek zibens spēriens.
Slāpekļa fiksācija
Slāpeklis ir svarīgs visiem organismiem, jo tas veido pamatu daudziem dzīvībai nepieciešamiem savienojumiem. Olbaltumvielas, fermenti, hormoni un hlorofils satur slāpekli. Nukleīnskābes satur arī slāpekli un veido garās nukleotīdu ķēdes, kas veido DNS un RNS mugurkaulu. Tomēr dzīvās būtnes nevar izmantot N2 gāzveida formā atmosfērā. Slāpekļa gāze, kas atrodas augsnes gaisa kabatās, tiek pārveidota formā, kuru augi var izmantot, izmantojot procesu, ko sauc par slāpekļa fiksāciju. Slāpekli fiksējošie organismi ietver noteiktu veidu baktērijas un citus mikroorganismus, kas dzīvo uz pākšaugu, piemēram, sojas pupu, lucernas un sarkanā āboliņa, saknēm. Mikroorganismi pārveido N2 citos savienojumos, piemēram, amonijs un nitrāts, kurus uzņem augu saknes. Patērētāji apēd augus un vēlāk slāpekļa savienojumus iznīcina vai sadalās augsnē. Augi sadaloties arī atgriež slāpekli augsnē. Augsnē esošie slāpekli piesaistošie mikroorganismi noārda šos savienojumus, un slāpekļa cikls turpinās.
Gaisa piesārņojums
Tā kā slāpeklis var būt ļoti reaģējošs augstā temperatūrā, degot degvielai, veidojas slāpekļa oksīda savienojumi. Viens no šiem savienojumiem, slāpekļa dioksīds (NO2) ir degšanas blakusprodukts un ir automobiļu un rūpnīcu emisijās. Gāzveida formā NO2 ir elpceļu kairinātājs. Ūdens klātbūtnē atmosfērā tas var reaģēt, veidojot skābu lietu.