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二氧化碳?xì)怏w是大氣組成的一部分(占大氣總體積的0.03%-0.04%),在自然界中含量豐富,其產(chǎn)生途徑主要有以下幾種:①有機(jī)物(包括動(dòng)植物)在分解、發(fā)酵、腐爛、變質(zhì)的過(guò)程中都可釋放出二氧化碳。②石油、石臘、煤炭、天然氣燃燒過(guò)程中,也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產(chǎn)化工產(chǎn)品過(guò)程中,也會(huì)釋放出二氧化碳。④所有糞便、腐植酸在發(fā)酵,熟化的過(guò)程中也能釋放出二氧化碳。⑤所有動(dòng)物在呼吸過(guò)程中,都要吸氧氣吐出二氧化碳。
1756年,英國(guó)化學(xué)家布萊克(即約瑟夫·布萊克,Joseph Black,1728年-1799年)個(gè)用定量方法研究了被他稱為“固定空氣”的二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳在此后一段時(shí)間內(nèi)都被稱作“固定空氣”。
1772年,法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫(即安托萬(wàn)-洛朗·拉瓦錫,Antoine-Laurent de Lavoisier,1743年-1794年)等用大火鏡聚光加熱放在汞槽上玻罩中的,發(fā)現(xiàn)它會(huì)燃燒,而其產(chǎn)物即“固定空氣”。同年,科學(xué)家普里斯特利(即約瑟夫·普里斯特利,Joseph Priestley,1733年-1804年)研究發(fā)酵氣體時(shí)發(fā)現(xiàn):壓力有利于“固定空氣”在水中的溶解,溫度增高則不利于其溶解。這一發(fā)現(xiàn)使得二氧化碳能被應(yīng)用于人工制造碳酸水(汽水)。
CO2分子形狀是直線形的,其結(jié)構(gòu)曾被認(rèn)為是:O=C=O。但CO2分子中碳氧鍵鍵長(zhǎng)為116pm,介于碳氧雙鍵(鍵長(zhǎng)為124pm)和碳氧三鍵(鍵長(zhǎng)為113pm)之間,故CO2中的碳氧鍵具有一定程度的叁鍵特征。
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。
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