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1、“氧”的由来（ 1） 对应于大气中存在的氧气， 应当有相当数量的光合有机物质被埋藏在地壳中， 这是绝对正确的。 事实上，地下矿物燃料的储量并不足以与大气中的氧气量相平 衡。但是，地壳中有另外许多有机物质， 它们以散布在页岩和石灰石中的粒子形 式存在。 被还原的碳主要存在于页岩内的有 机物质中。地壳内包含1.11021 摩尔的还 原碳（即与氧脱离了的碳）。对应于大气中 的氧气，只需0.0381021 摩尔的有机碳就 足够了。换言之，若以地下埋藏的碳量为衡 量标准，大气中的氧气是太少了。有些氧消 失在氧化其他物质的过程中。 显然， 对应于空气及地球氧化物中的氧含量， 地壳中的有机物质太多了。 多出
2、的有机物质肯定来自厌氧菌的作用，它们把二氧化碳变成了有机物质。这样 的过程并不产生自由氧。 氧气也可由太阳紫外辐射对水分子的分解作用而产生。不过，只有在一 种情况下，水分解出的自由氧才会聚集起来，那就是同时从水中分解出的氢逃逸 至太空，从大气中永远消失。否则，氢和氧就会重新结合成为水。然而，与生物 活动所产生的氧气相比，通过这种方式产生的氧气实在是微不足道。 ( 马友全 ) “氧”的由来（ 2）氧气的发现经历过一段曲折的历史。18 世纪初，德国医生兼化学家施塔尔 提出“燃素理论”，认为一切可经燃烧的物质由灰和“燃素”组成。物质燃烧后 剩下来的是灰，而燃素本身变成了光和热，散逸到空间去了。这样一
3、来，燃烧后 物质的重量应当减轻。 但是，随着欧洲工业革命的发展，采矿、冶金、机械制造等部门在生产实践 中给化学提出了许多新问题，冲击着燃素理论。 铁匠炼铁时将烧红的铁块从炉里钳出来冷却，发现铁块表面有一层灰色的铁 渣。将这块失去燃素后的铁块放在天平上一称，奇怪的现象出现了： 燃烧过的铁 块重量不是减轻，竟增加了。钢、锡、汞等燃烧后，也都比原先重。为什么燃 素跑掉后，物质反而会增重呢？这个令人困惑不解之谜，使燃素论的创立者和信 徒们张口结舌，难以自圆其说。 1771 年，瑞典科学家舍勒做了一个著名实验。他在浮在水面上的蒸发皿里 放进一小块磷，然后点燃，立即将钟罩扣上。磷在钟罩里燃烧，冒出滚滚白烟
4、。 磷烧光后，钟罩里的水面却上升了1/5 高度。接着，舍勒把一支点燃的蜡烛放进 剩余的“用过了的”空气里去。不一会儿，蜡烛熄灭了。当时将帮助燃烧的那 部分空气称为“活空气”，就是现今的氧气。那不能支持蜡烛燃烧的空气，被称 做“死空气”，也即氮气和其他气体。 1774 年，英国科学家普利斯特列加热氧化汞，收集释放出来的气体。他发 现在这种气体中，蜡烛燃烧得更猛烈，老鼠活得更痛快。不久，法国著名化学 家拉瓦锡重复这个实验后，郑重宣布：“我不知道什么燃素，我从来没有见 过它。在我的容器里，只有活空气。燃烧的结果，易燃物和活空气不见了， 出现了新物质。这种新物质的重量恰好等于活空气和易燃物的总重量。”
5、后来， 他又根据许多氧化物变成酸的事实， 给活空气取名为氧。氧的希腊文原意就是“成酸”的意思。氧气的发现使燃素论完全破产，给化学带来了翻天覆地的变化。 化学从此走上正确发展的方向。 版本一 ：爆炸说 这是一个很有意思的问题。 是什么原因导致地壳中氧元素的重量几乎是地壳 总重量的一半？是不是超新星爆炸的时候产生的氧元素最多？还是其它原因 导致地壳中氧元素含量最高？ 太阳系的产生过程大致是这样的。 一颗比太阳系质量大得多的超新星爆炸后， 产生了自然界中存在的全部元素。也有可能产生了更多元素， 但由于这些元素不 稳定而衰变成了其它元素。这些元素在刚形成的时候以高温气体存在，在高速 扩散中逐渐冷却。在
6、冷却过程中不同元素之间发生化学反应，形成了各种矿物。 也许是超新星爆炸产生的星云冷却之后局部因矿物的存在而收缩，也许是另外一 颗超新星爆炸产生的扰动导致星云局部收缩，星云中的物质重新聚集在一起。 在 聚集过程中也形成了原始行星，这些行星围绕太阳运转。这个时候太阳还没有 发光，全部行星都拥有厚厚的大气层。或许那个时候的水星比现在的木星还大。 当太阳的质量增加到一定程度后，核聚变产生，太阳发出强光和太阳风。太阳 的光和太阳风会加热原始行星的大气层，离太阳最近的行星的大气层逐渐被太阳 风剥离，最后只剩下矿石组成的内核。木星和土星因为离太阳比较远，其大气层 得以幸存。 有意思的是地球形成过程。刚开始的
7、时候，一些岩石聚集在一起。随着重力 的作用，地球也像原始太阳一样捕获了越来越多的岩石。在重力的作用下， 这些 岩石最后会收缩成一个球体。其内部会变成熔融状态，质量大的元素因重力作 用集中于地核，质量轻的元素集中于地壳。最轻的元素成为地球的原始大气。 随着太阳开始发光， 地球的原始大气（主要由氢气和氦气组成） 被赶跑了。 然 而，由于地球内部的放射性元素不断产生热量，导致地球表面火山四处喷发，火 山喷发产生的气体更重，得以在地球上幸存。再经过数十亿年的演化，地球上 的大气才变成主要以氧气和氮气组成。 在这里我们可以回答本文提出的问题了。地壳中氧元素含量最高，首先是地 球熔融后自动分层的结果。含氧
8、元素的矿物质量比较轻，分层后主要存在于地 壳。其次是氧的化学性质。在组成地壳的8 大元素中，只有氧元素可以与其它7 种元素形成化合物。 更有意思的是， 地壳中氧元素的体积更是大得惊人，占地壳 总体积的93.8% ！由此我们可以看出，氧元素质量小，体积大，由氧元素组成 的矿物自然就轻啊。 因此，地壳中氧元素的含量最高，主要原因有两点：一是地球形成之初的熔 融分层作用，将质量小的含氧矿物自动分到表层。二是氧元素的化学性质，它 可以与各种元素形成化合物。 版本二：绿色植物 地球有这么多的氧气，是全球绿色植物的功劳，首推澡类植物功劳最大。 氧气是化学性质活泼的气体， 很容易与其它物质化合生成氧化物，所以一般 行星上都很少有游历态的氧。 早年的地球和火星等星球一样，只有含量非常少的氧气。 自从地球上出现绿色植物之后， 绿色植物的光合作用制造了大量的氧气，从 而是地球上的氧气含量大大增加；而氧气含量的增加改善了生物生存的环境，又 反过来推动了包括植物在内的生物的繁荣，形成良性循环， 最终使地球上的氧气 成为含量仅次于氮气的气体。大家知道在寒武纪的时候发生了生命大爆发，以前地球几十亿年的历史也没 产生很多的生命， 而寒武纪却突然出现了大量的生命，一些科学家认为， 就是因 为前期植物的光合作用， 使得地球氧气增加， 到寒武纪使达到一个使生命可以大 量繁殖的临界值，从而引发了生命大爆发
