Gazowa powłoka Ziemi, czyli atmosfera, składa się z czterech głównych warstw: troposfery, stratosfery, mezosfery i termosfery przechodzącej w egzosferę. Atmosfera, w zależności od odległości od powierzchni Ziemi, ma różny objętościowy skład procentowy. Powietrze – czyli mieszanina gazów budujących atmosferę ziemską – w dolnej części atmosfery ma następujący skład:
| składnik powietrza | [%] objętościowy |
| stała zawartość w atmosferze | |
| azot | 78,08 |
| tlen | 20,95 |
| argon | 0,93 |
| neon | 0,002 |
| hel | 0,0005 |
| krypton | 0,0001 |
| wodór | 0,00005 |
| zmienna zawartość w atmosferze | |
| tlenek węgla(IV) | 0,03 |
Schemat budowy atmosfery ziemskiej przedstawiono poniżej.
Najważniejszymi gazami wchodzącymi w skład atmosfery, mającymi znaczenie dla życia i gospodarki człowieka, są: azot, tlen, wodór i tlenek węgla (IV). Krótką charakterystykę tych substancji przedstawiono poniżej.
| charakterystyka wybranych składników powietrza | |
| azot | Azot został odkryty w 1772 roku przez Daniela Rutherforda. Jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, słabo rozpuszczalnym w wodzie, o gęstości mniejszej od gęstości powietrza. Azot otrzymuje się w przemyśle w procesie frakcjonowanej destylacji powietrza, w laboratorium otrzymywany jest np. przez rozkład azotanu(III) amonu. |
| tlen | Tlen został odkryty w 1774 roku przez Josepha Prietley’a. Tlen jest pierwiastkiem występującym w dwóch odmianach alotropowych: jako tlen dwuatomowy (O2) i tlen trójatomowy, czyli ozon (O3). Tlen dwuatomowy to bezbarwny, bezwonny gaz, cięższy od powietrza.Ozon jest niebieskim gazem o charakterystycznym zapachu, w dużych ilościach jest toksyczny. W przemyśle tlen otrzymywany jest w procesie frakcjonowanej destylacji powietrza, w laboratorium otrzymywany jest z manganianu(VII) potasu, azotanu(V) potasu, chloranu(V) potasu lub tlenku rtęci(II). Substancje te poddaje się rozkładowi termicznemu. |
| wodór | Wodór został odkryty przez Henry’ego Cavendisha w 1766 roku. Jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, nierozpuszczalnym w wodzie, ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza. Wodór na skalę przemysłową otrzymuje się np. przez elektrolizę wody lub reakcję pary wodnej z koksem. W laboratorium wodór można otrzymywać w wyniku reakcji cynku z kwasem solnym. |
| tlenek węgla(IV) | Tlenek węgla(IV), zwyczajowo nazywany dwutlenkiem węgla, jest bezwonnym gazem, cięższym od powietrza, rozpuszczalnym w wodzie. Na skalę przemysłową otrzymywany jest z węgla kamiennego, w laboratorium – w wyniku rozkładu węglanów. |