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CO2分子形状是直线形的，其结构曾被认为是：O=C=O。但CO2分子中碳氧键键长为116pm，介于碳氧双键（键长为124pm）和碳氧三键（键长为113pm）之间，故CO2中的碳氧键具有一定程度的叁键特征。
现代科学家一般认为CO2分子的中心原子碳原子采取sp杂化，2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道（含有一个电子）重叠形成2条σ键，碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键。
二氧化碳为无色、无味、不助燃、不可燃窒息性气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。空气中的二氧化碳含量为387ppmv，空气气中的二氧化碳含量随季节变化，当春夏季来临时，植物由于光用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。当二氧化碳少时对人体无太大危害，但其**过一定量时会影响人和其他生物的呼吸，但并不会中毒

二氧化碳在运输储存、使用时都应分类堆放，严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起，不准靠近明火和热源，应做到勿近火、勿沾油腊、勿爆晒、勿重抛、勿撞击，严禁在气瓶身上进行引弧或电弧，严禁野蛮装卸。

二氧化碳的应用：
1.食品二氧化碳用于生产碳酸饮料、啤酒等
2.工业二氧化碳用于钢板的焊接保护
3.高纯二氧化碳跟高纯氦气和高纯氮气一起用于激光切割机的激体
4.高纯二氧化碳用于胚胎等培养
5.高纯二氧化碳用于的临界萃取
6.用作农业气体肥料，提高农作物产量和生长速度
7.用作电气设备等领域的灭火气体
8.用作食品的气调保鲜
9.用于油田压裂洗井，提高产量
10.用作干冰使用，可以除油、制冷。

高纯二氧化碳用于干冰、青制造，鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低温输送、灭火剂，冷却剂；高纯二氧化碳用于冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳酸盐类的制造、、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。
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