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C原子以sp雜化軌道形成δ鍵。分子形狀為直線形。非極性分子。在CO?分子中，碳原子采用sp雜化軌道與氧原子成鍵。C原子的兩個sp雜化軌道分別與兩個O原子生成兩個σ鍵。C原子上兩個未參加雜化的p軌道與sp雜化軌道成直角，并且從側面同氧原子的p軌道分別肩并肩地發生重疊，生成兩個∏三中心四電子的離域鍵。因此，縮短了碳—氧原子間地距離，使CO2中碳氧鍵具有程度的叁鍵特征。決定分子形狀的是sp雜化軌道，CO?為直線型分子式。二氧化碳密度較空氣大，當二氧化碳少時對人體無危害，但其超過量時會影響人（其他生物也是）的呼吸，原因是血液中的碳酸濃度增大，酸性增強，并產生酸中毒?？諝庵卸趸嫉捏w積分數為1%時，感到氣悶，頭昏，心悸；4%-5%時感到眩暈。6%以上時使人神志不清、呼吸逐漸停止以致死亡

空氣中有微量的二氧化碳，約占0.039%。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。

二氧化碳平均約占大氣體積的387ppm。大氣中的二氧化碳含量隨季節變化，這主要是由于植物生長的季節性變化而導致的。當春夏季來臨時，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量隨之減少；反之，當秋冬季來臨時，植物不但不進行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量隨之上升。二氧化碳常壓下為無色、無臭、不助燃1、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體因為它發送可見光，但在強烈吸收紅外線。二氧化碳的濃度于2009年增長了約二百萬分之一。

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二氧化碳的基本用途：

二氧化碳固態二氧化碳俗稱干冰，升華時可吸收大量熱，因而用作制冷劑，如人工降雨，也常在舞臺中用于制造煙霧。二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒，常溫下密度比空氣略大，受熱膨脹后則會聚集于上方。也常被用作滅火劑但Mg、Na、K等燃燒時不能用CO?來滅火，因為：2Mg+CO?==點燃==2MgO+c、4Na+CO?==點燃==2Na?O+c、4K+CO?==點燃==2K?O+C。液態二氧化碳由于易溶于水，所以經常被壓縮涌入飲料，就形成了所謂的碳酸飲料，在實驗中常運用的為小蘇打等

二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料，溫室中常用二氧化碳作肥料。光合作用總反應：CO2+H2O —葉綠體、光照→ C6H12O6 + O2注意：光合作用釋放的氧氣全部來自水，光合作用的產物不僅是糖類，還有氨基酸（無蛋白質）、脂肪，因此光合作用產物應當是有機物。

各步分反應：2H?O —光照→ 2H?↑+ O?↑（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（遞氫） ADP + Pi —→ ATP （遞能） CO?+C5化合物→C6化合物（二氧化碳的固定） C6化合物 —ATP、NADPH→（CH?O）n + C5化合物（有機物的生成）

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二氧化碳還可用于制取金剛石，反應的化學方程式為4Na+CO?=2Na?O+C，反應的條件為440℃及800個大氣壓，在這樣的條件下，二氧化碳會形成超流體，能夠吸附在鈉的表面，加速電子從鈉傳遞至二氧化碳的過程。當溫度降低至400℃時，就沒有金剛石的產生了，當壓力下降時，生成物也主要以石墨為主。

液體二氧化碳密度1.1克/升。液體二氧化碳蒸發時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳，俗稱干冰，是一種低溫致冷劑，密度為1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水，20℃時每100體積水可溶88體積二氧化碳，一部分跟水反應生成碳酸。化學性質穩定，沒有可燃性，一般不支持燃燒，但活潑金屬可在二氧化碳中燃燒，如點燃的鎂條可在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。二氧化碳是酸性氧化物，可跟堿或堿性氧化物反應生成碳酸鹽。跟氨水反應生成碳酸氫銨。沒有毒，但空氣中二氧化碳含量過高時，也會使人因缺氧而發生窒息。綠色植物能將二氧化碳跟水在光合作用下合成有機物。二氧化碳可用于制造碳酸氫銨、小蘇打、純堿、尿素、鉛白顏料、飲料、滅火器以及鑄鋼件的淬火。二氧化碳在大氣中約占總體積的0.03%，人呼出的氣體中二氧化碳約占4%。實驗室中常用鹽酸跟大理石反應制取二氧化碳，工業上用煅燒石灰石或釀酒的發酵氣中來獲得二氧化碳。

二氧化碳對農業的影響

實驗證明在CO2高濃度的環境下，植物會生長得更快速和高大。但是，‘全世界變暖’的結果可會影響大氣環流，繼 而改變全世界的雨量分布與及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全世界變暖’對各地區性氣候的影響，以致對植物生態所 產生的轉變亦未能確定。

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