氮

氮氣是一種化學上非常惰性的氣體，但不屬於惰性氣體。

N2

只有通過固氮它才進入氮循環，能夠被生物所利用。生物的胺基酸需要氮。

在技術上人們使用哈柏法將空氣中的氮加工為肥料。固氮與反硝化作用基本上互相抵消，對空氣中的氮的濃度沒有影響。

在深潛的過程中（潛水深度大於60米）壓縮空氣瓶中的氮會被氦代替，否則的話血液中溶的氮會導致氮麻醉。

外觀:氣體，液體及固體均為無色

氧

碳

氫

雙原子

氧

氧是一種重要的氧化劑，它使得空氣具有氧化的作用。

化學式

體積比

20.942 %

質量比

23.135 %

氧（IUPAC名：Oxygen）

氧屬於非金屬，是具有高反應性的氧化劑，能夠與大部分元素以及其他化合物形成氧化物。[3]氧在宇宙中的總質量在所有元素中位列第三，僅居氫和氦之下。[4]在標準溫度和壓力下，兩個氧原子會自然鍵合，形成無色無味的氧氣，即雙原子氧（{\displaystyle {\ce {O2}}}{\displaystyle {\ce {O2}}}）。氧氣是地球大氣層的主要成分之一，在體積上佔20.8%，僅次於氮氣。[5]地球地殼中近一半（46.6%）的質量都是由氧和氧化物所組成。

早期實驗

人類最早研究燃燒和空氣之間的關係，可追溯至前2世紀古希臘學者拜占庭的費隆所做的實驗。費隆在著作《氣動學》（希臘語：πνευματικά）中寫道，如果將點燃的蠟燭置於水中，再用瓶子蓋住蠟燭至水面，水面就會在瓶頸內上升。[12]費隆錯誤地推論，有一部分空氣經燃燒轉換成火元素，因此可以經玻璃中的小孔逃逸出去。過千年以後，李奧納多·達文西在費隆的基礎上又觀察到，燃燒和呼吸都會消耗部分空氣。

發現

瑞典藥劑師卡爾·威廉·舍勒在1771至1772年間最早發現氧。他對氧化汞和不同硝酸鹽一同加熱，產生出氧氣。[18][5][13]舍勒把這種氣體產物稱為「火之氣」，因為它能支持燃燒過程。手稿《論空氣與火的化學》（德語：Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer）記錄了這項發現，1775年寄往出版商，1777年出版。

後期歷史

約翰·道耳頓的原子理論主張，所有元素都是單原子物質，而在化合物中，不同元素的原子數都呈最簡單的整數比。例如，道耳頓假定水的公式為HO（1個氫原子對1個氧原子），從而推論氧的原子量為氫的8倍。今天所知的實際數值約為16。[21]1805年，約瑟夫·路易·蓋-呂薩克和亞歷山大·馮·洪保德證明水是由兩份氫、一份氧所組成。事實上，氫氣和氧氣都是雙原子分子。1811年，阿莫迪歐·亞佛加厥利用這一點，通過亞佛加厥定律推導出水的正確成分。