探索新物态（四）：气态

       地球外面包裹着一层厚厚的大气层， 是地球的保护层。 大气层不仅很大程度上屏蔽了 到达地面的紫外线和高能粒子， 一些质量抑或速度不是很大的固体， 如小行星、 陨石以及火箭卫星的碎片， 也不能穿过大气层， 因此大气层的存在是生命存在的前提和保障。 地球大气层从地表往外越来越稀薄， 并没有明确的边界。 一般认为 100km 处的卡门线是地球大气层和外太空之间的边界， 不过飞行器在离地 120km 处就能感受到大气层的存在了 。 地球依靠引力束缚气体， 但若气体分子具有足够的动能， 是可以从地球逃逸的。 氢气是最容易从地球逃逸的气体。 每年自 地球逃逸的氢气——多是通过阳光分解水产生的——相当于地球损失一个中等大小的湖的水量。

      在室温和标准大气压（76 cm 高水银柱， 图 3）的条件下， 除了 惰性气体元素氦（He）、 氖（Ne）、氩（Ar）、 氪（Kr）、 氙（Xe） 和氡（Rn） 外， 还有氢 （H）、 氮（N）、 氧（O）、 氟（F） 和氯 （Cl），共十一种元素可以气体的状态存在。 地球表面的大气， 即我们常说的空气的主要成分为 78.09%的氮，20.95%的氧， 0.93% 的氩， 0.039%的二氧化碳， 还有少量的其他气体。 这说的是干燥的空气， 实际的空气还包括不同含量的水蒸气。 氟和氯由于其极端的化学活性， 总是以化合物的形式出现， 空气中并不含氟和氯。 注意， 光线能穿过大气到达地球表面，这是地球上生命出现的先决条件。 笔者以为，由此进化而来的眼睛将空气当成无色的背景，应该是自 然的选择。 因此， 空气， 以及单独存在的氧气、 氮气、 氢气和惰性气体， 都是无色的。
       相应地， 像氟和氯这种在现代化学将它们制备出来之前可以说是不存在的气体， 则是有颜色的， 氯的英文元素名 chlorine 就来自 希腊语的淡绿色。 臭氧是淡蓝色的。 人类对有颜色的气体天然会有警觉， 有颜色常常意味着毒性——即对我们生命来说它是陌生的。