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在自然狀態下,空氣分子的極性呈中性,即不帶電荷.但在宇宙射線、紫外線、微量元素輻射、雷擊閃電等作用下,空氣分子會失去一部分圍繞原子核旋轉的外層電子,使空氣發生電離.逃逸原子核束縛的電子稱為自由電子,帶負電荷.當自由電子與其它中性氣體分子結合后,就形成帶負電荷的空氣負離子.以上是自然現象中產生的負離子,隨著人工負離子生成技術的產生和發展,據和等媒體報道,目前人工產生的負離子已達生態級負離子時代,可產生易于進入人體的小粒徑負離子.

負離子在生活中是一個并不是陌生的物質，我們知道空氣中主要成分是氮氣、氧氣、二氧化碳和水蒸氣，而氮氣占78%，氧氣占21%，二氧化碳占0.03%，其中氮氣對電子無親和力，只有氧氣和二氧化碳對電子有親和力，但氧氣含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空氣中生成的負離子絕大多數是空氣負氧離子，負離子是空氣中的氧分子結合了自由電子而形成的，自然界的放電現象，光電效應，噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負離子

空氣中負氧離子含量與植物數量成正比

空氣中負氧離子含量與植物數量成正比，在植物密集的地方，通常負氧離子含量較高，這是由于光合作用可以讓植物釋放更多的氧氣，使其余空氣中的自由電子結合從而變成負氧離子；同時，植物本身就有吸附塵埃、殺菌的功效，使得周圍空氣得到凈化，有利于延長負氧離子壽命；此外，植物葉片的被風擾動的過程以及給植物澆水增加濕度的過程都有利于負氧離子的產生。

綠色植物可以安全增加室內負氧離子含量，但其有效范圍畢竟有限，如果善于利用自然環境，天然“氧吧”會帶給人們更多驚喜。

在室溫下，離子主要存在于某些固態和液態物質中，在氣態物質中，有時的確會因為分子間碰撞，產生一些離子，不過這種氣態的離子很不穩定，在極短的時間內就會釋放出電子，變成普通的分子了。從理論上來說，只要溫度高于零度，總有一小部分氣體分子會電離成為離子，但是在室溫下，這些離子少得完全可以忽略不計。除非是施加以極強的電場或輻射（比如雷電就是大氣在低溫下受到云層間的強電場作用而發生的電離、放電現象），否則氣體是沒可能在室溫下大量電離的。