2.5　太阳和地球中的原子和分子

元素周期表列出的118种元素中，氦是第一种在地球之外的宇宙中发现的元素。1868年，法国的詹森在日全食时观察到的太阳周边炽热气体的光谱中，除Na原子的D₁和D₂谱线外，还有一条D₃线，波长为587.56纳米（nm，10^-9米）。1895年，拉姆齐对沥青铀矿分出物气体进行光谱检验，证明和詹森发现的太阳光谱数据相同，取名为氦，表示它是太阳元素。

通过光谱检测方法得知，太阳表面主要由氢、氦、铁等元素组成。

天上降落在地球的陨石，经过大气层和氧气作用氧化燃烧，表面大多由氧化铁、硅酸盐组成，内部含铁较多。

划过天空的慧星，主要是大冰块，飞过地球表面层，会蒸发发光后湮灭。

登月的人，从月球表面带回土壤样品，经化学分析，其成分和地球相似。人们通过远距离的化学分析方法，测得月球上富含³He原子，经过估算它的蕴藏量达100万吨级。由于³He被认为是“完美的能源”，由它和²H进行核聚变，产生的能量大，效率高，几乎没有放射性副产品，无污染。而³He在地球上存量很少，大部分来自生产核武器的副产品。有人估计每吨³He价值超过40亿美元。登月开发月球，从月球上带回³He可能也是将来登月的一项设想工作。

地球化学家利用物理方法测定化学元素在地球中的分布，得到下面所列元素所占质量分数的数据：

（1）地核。指从地心作一半径为3440千米的内核球体，这层是密度很高的熔体，密度为10～15 g·cm^-3。这层主要由化学元素铁和镍组成，据估算铁占88％，镍占8.5％，这两种元素已达96.5％，其他还有钴、钛等金属元素。

（2）地幔。指由地核的外壳（离地心3440千米）到地壳的内层表面，厚度为2880千米区间的一层。地幔物质的密度为4～6 g·cm^-3。组成它的主要元素如下：

（3）地壳。将地球近似地看作球体，地壳指地幔以外厚度为69千米的固体和水层，平均密度为2.8 g·cm^-3，加上质量占比很小、厚度为3千米的大气层，总计厚度达72千米。这层的组成元素较多，丰度在1％以上的元素有：

氢元素和氧元素结合成水，形成地表的汪洋大海，使人类等生物体得以生存繁衍。氢是地壳中最重要的元素，但氢元素的丰度以质量分数计，只有0.87％，低于1％。