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1797年，英國化學家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年， [13] 又譯“臺耐特” [14] 等）用分析的方法測得“固定空氣”含碳27.65%、含氧72.35%。

17世紀初，比利時海爾蒙特（即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）發(fā)現(xiàn)木炭燃燒之后除了產生灰燼外還產生一些看不見、摸不著的物質，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的次發(fā)現(xiàn)。不久后，德國化學家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，F(xiàn)riedrich Hoffmann，1660年－1742年）對被他稱為“礦精（spiritus mineralis）”的二氧化碳氣體進行研究，推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。

CO2分子形狀是直線形的，其結構曾被認為是：O=C=O。但CO2分子中碳氧鍵鍵長為116pm，介于碳氧雙鍵（鍵長為124pm）和碳氧三鍵（鍵長為113pm）之間，故CO2中的碳氧鍵具有一定程度的叁鍵特征。
現(xiàn)代科學家一般認為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。

1950年－1952年間，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基（K. B. Любавский）、諾沃日洛夫（H. M. Новожилов）與日本的關口春次郎分別研究了一種在二氧化碳保護氣體中使用的焊絲，并提出了焊接鋼材的新的冶金方案。 隨之，1953年，柳巴夫斯基等人發(fā)明了二氧化碳氣體保護焊。

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