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1850年，愛爾蘭物理化學家安德魯斯（即托馬斯·安德魯斯，Thomas Andrews，1813年—1885年）開始對二氧化碳的超臨界現(xiàn)象進行研究，并于1869年測定了二氧化碳的兩個臨界參數(shù)：超臨界壓強為7.2MPa，超臨界溫度為304.065K（二者在2013年的公認值分別為7.375MPa和303.05K）。
1896年，瑞典化學家阿累尼烏斯（即斯萬特·奧古斯特·阿累尼烏斯，Svante August Arrhenius，1859年—1927年）通過計算指出，大氣中二氧化碳濃度增加一倍，可使地表溫度上升5～6℃。
20世紀50年代初，蘇聯(lián)、日本等國學者通過研究成功地將二氧化碳氣體應用于焊接，由此產(chǎn)生了二氧化碳氣體保護焊。
CO2分子形狀是直線形的，其結(jié)構(gòu)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C原子采取sp雜化，2條sp雜化軌道分別與2個O原子的2p軌道（含有一個電子）重疊形成2條σ鍵，C原子上互相垂直的p軌道再分別與2個O原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。