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現(xiàn)代科學(xué)家一般認(rèn)為CO2分子的中心原子碳原子采取sp雜化，2條sp雜化軌道分別與2個氧原子的2p軌道（含有一個電子）重疊形成2條σ鍵，碳原子上互相垂直的p軌道再分別與2個氧原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。17世紀(jì)初，比利時醫(yī)生海爾蒙特即揚(yáng)·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，發(fā)現(xiàn)木炭燃燒之后除了產(chǎn)生灰燼外還產(chǎn)生一些看不見、摸不著的物質(zhì)，并通過實驗證實了這種被他稱為“森林之精”的二氧化碳是一種不助燃的氣體，確認(rèn)了二氧化碳是一種氣體；還發(fā)現(xiàn)燭火在該氣體中會自然熄滅，這是二氧化碳惰性性質(zhì)的次發(fā)現(xiàn)。由于二氧化碳密度比空氣大，能溶于水且能與水反應(yīng)，所以采用向上排空氣法。將生成的氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，證明該氣體為二氧化碳。

不久后，德國化學(xué)家霍夫曼即弗里德里?！せ舴蚵?，對被他稱為“礦精”的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行研究，推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。這個過程的簡單機(jī)理為：在初始階段，二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面，形成中間產(chǎn)物；然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12，還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中，也會發(fā)生析氫反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣。天然的溫室效應(yīng)：大氣中的二氧化碳等溫室氣體在強(qiáng)烈吸收地面長波輻射后能向地面輻射出波長更長的長波輻射，對地面起到了保溫作用。

在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動器件，還應(yīng)用于殺菌氣的稀釋劑（即用和二氧化碳的混臺氣作為殺菌、殺蟲劑、熏蒸劑，廣泛應(yīng)用于器具、包裝材料、衣類、毛皮、被褥等的殺菌、骨粉消毒、倉庫、工廠、、書籍的熏蒸）。由于還原二氧化碳需要的活化能較高，這個過程需要加一定高電壓后才能實現(xiàn)，而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大，會抑制了二氧化碳的還原，故二氧化碳的還原需要有合適的催化劑，以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個電催化還原過程。分解產(chǎn)生的氣體需導(dǎo)入用冰冷卻的導(dǎo)管中，使氣體中的水蒸氣冷凝下來，再將氣體先后導(dǎo)入分別裝有氯化鈣和的U形管中使其干燥。100℃時，碳酸氫鈉的分解壓為97。458kPa，120℃時為166。652kPa。