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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。空氣中二氧化碳的體積分數為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。

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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）

二氧化碳的實驗制法：

大理石或石灰石和稀鹽酸反應通常需要對氣體進行除雜干燥，鹽酸反應時會揮發出氯化氫(HCl）氣體，所以要通過飽和碳酸氫鈉(NaHCO3）溶液除去氣體中的氯化氫。溶液中的反應，氣體溢出時會帶出水蒸氣，所以要求嚴格或必要時要對氣體進行干燥，通常用裝有濃硫酸的洗氣瓶進行干燥。

二氧化碳CaCO?+ 2HCl = CaCl?+ H?O + CO?↑

點燃

C+O?=點燃=CO?

另外，不能用碳酸鈉、純碳酸鈣和鹽酸反應制取，因為反應速率太快，不易收集；不能用石灰石和濃鹽酸反應，因為濃鹽酸易揮發出大量氯化氫氣體，使氯化氫無法完全去除，制得的二氧化碳純度會下降；也不能用碳酸鈣和稀硫酸反應收集，因為反應會生成微溶于水的硫酸鈣，硫酸鈣會附蓋在石灰石表面，阻礙內部反應的繼續進行。附：CaCO?+H?SO?====CaSO?+H?O+CO?↑

Na?CO?+2HCl====2NaCl+H?O+CO?↑

Na?CO?+H?SO?====Na?SO?+H?O+CO?↑

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