親氣元素

親氣元素是易於成氣體狀態在氣圈中富集的典型元素。這些元素或自身具化學惰性，原子容積大，具揮發性；常易於形成易溶、易揮發的化合物，由於其較大的流動性，是有利於成礦元素的遷移富集的。如氦、氖、氬、氪、氙、氡等惰性氣體以及氫、氮、氧、碳等元素。 ^[1] 

親氣元素專指組成大氣的氣態元素，包括氦、氖、氬、氪、氙、氡和氫、氮、氧。但並非所有組成成員都100%地分佈於大氣圈中。即便全是呈單原子分子存在的稀有氣體，也只有氖和氬全部分佈在大氣中；氦、氪、氙和氡則除分佈在大氣層裏，還存在於岩石圈的天然氣和鈾、釷、鐳等放射性元素的衰變產物中，四者除經常有新生的核素問世，氡還具有迅速衰變之勢。

而以雙原子分子存在的氫、氮、氧，更是遍及天上地下，充滿整個生物界。在大氣圈的中下層，氮和氧佔了氣體總質量的99%以上；在大氣圈的最高層，氫則以原子的形式高居於最上端；而且氫和氧不僅囊括了整個水圈，還以氧化物、氫氧化物和各種含氧酸鹽等礦物遍及廣大深厚的岩石圈。 ^[2] 

元素符號H，原子序數1，原子量1.0079，核外電子排布式為1s1，氫的電離能為1306.47kJ/mol，電負性為2.1。氫在元素週期表中位於第一週期第Ⅰ主族或第Ⅶ主族。氫在自然界中有三種同位素，氕、氘、氚，其中氫-1（1H，氕）相對丰度為99.985%，氫-2（2H，氘也叫重氫）相對丰度為0.016%，這兩種氫是在自然界中穩定的同位素。從核反應中還找到質量數為3的同位素氫-3 （3H，氚，也叫超重氫，它在自然界中含量極微）。氫在自然界中主要以化合物存在，其中以水和碳氫化合物為主，在大氣中含量極微（體積百分比為5×10-5%），在地殼裏的丰度為0.76%。根據光譜分析在太陽和某些星球的大氣中含有大量氫氣。1776年，英國化學家卡文迪許用金屬跟酸作用時發現了氫。氫原子是結構最簡單的原子。氫是元素中最輕的元素。氫氣的分子式為H2，氫氣在通常狀況下為無色、無氣味的氣體，氫氣的密度為0.0899g/L，液氫的密度為0.070g/cm3，熔點-259.14℃，沸點-252.4℃，氫氣是最輕的氣體（密度最小），微溶於水（0℃時，每體積水溶解0.0214體積氫氣）。氫氣有最大的擴散速度，容易通過各種細小的空隙，如鋼板。高擴散速度使氫氣有高導熱性。用氫氣冷卻物體比用空氣冷卻約快6倍。氫分子通過電弧或高温，都能離解成氫原子，氫原子在金屬表面很快又結合成氫分子，同時放出大量的熱，形成氫原子火焰，温度可高達3500℃。

元素符號He，原子序數2，原子量4.0026，外圍電子排布1s2，位於第一週期零族。單質由單原子分子組成，是一種稀有氣體，無色、無臭、無味。密度0.17847g/L，是氫以外密度最小的氣體。熔點-272.2℃，沸點-268.9℃。臨界温度-267.9℃，臨界壓力227.98Pa （2.25大氣壓）。是最難液化的氣體。20℃時每L水中僅能溶13.8mL氣體，是最難溶於水的氣體。原子範氏半徑122pm。第一電離能2372kJ/mol，是化學性質最不活潑的元素。不燃燒，不支持燃燒，基本上不與任何物質發生化學反應。

氮和氧的發現幾乎是同時的， 1772年，英國盧瑟福（E.Rutherford）在空氣中燃燒磷， 從剩餘的氣體發現氮。氮是第2週期ⅤA族元素，符號N。佔地殼總質量的0.03%，其中絕大部分以單質形式存在於大氣中，約佔大氣總質量的75.5%，以礦物存在的很少見， 主要以銨鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽的形式存在於礦物和土壤內。如智利的硝石礦， 主要成分為NaNO₃， 但在所有生物體中都含有氮， 它是蛋白質的基礎， 各種蛋白質的含氮量一般在16～18%之間。此外，植物的葉綠素以及維生素中都含有氮元素， 據統計全世界的莊稼一年要從土壤中攝取氮素4 000多萬噸。氮對生命來説是一種非常重要的元素。氮在工業上也有重要意義， 硝酸及各類含氮試劑在許多部門廣泛使用， 特別是炸藥， 每年要耗去大量的氮。