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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(gè)氧原子的2p軌道（含有一個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)證實(shí)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(huì)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。

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(shí)，碳酸氫鈉的分解壓為97。458kPa，120℃時(shí)為166。652kPa。一般以副產(chǎn)物二氧化碳為原料氣，用吸附膨脹法從吸附相提取高純二氧化碳，用低溫泵收集產(chǎn)品；也可采用吸附精餾法制取，吸附精餾法采用硅膠、3A分子篩和活性炭作吸附劑，脫除部分雜質(zhì)，精餾后可制取高純二氧化碳產(chǎn)品。反應(yīng)時(shí)可能揮發(fā)出的（HCl）氣體，可通過飽和碳酸氫鈉（NaHCO3）溶液除去生成氣體中的氣體。必要時(shí)可用裝有的洗氣瓶除去生成氣體中水蒸氣。

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。這個(gè)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(gè)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(huì)發(fā)生析氫反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣。在物理性質(zhì)方面，二氧化碳的熔點(diǎn)為-56。6℃（527kPa），沸點(diǎn)為-78。5℃，密度比空氣密度大（標(biāo)準(zhǔn)條件下），溶于水。