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二氧化碳構成原理

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二氧化碳構成原理

發布日期:2018-05-25 00:00 來源:http://aljreed.com 點擊:

  C原子以sp雜化軌道形成δ鍵。分子形狀為直線形。非極性分子。在CO?分子中,碳原子采用sp雜化軌道與氧原子成鍵。C原子的兩個sp雜化軌道分別與兩個O原子生成兩個σ鍵。C原子上兩個未參加雜化的p軌道與sp雜化軌道成直角,并且從側面同氧原子的p軌道分別肩并肩地發生重疊,生成兩個∏三中心四電子的離域鍵。因此,縮短了碳—氧原子間地距離,使CO2中碳氧鍵具有一定程度的叁鍵特征。決定分子形狀的是sp雜化軌道,CO?為直線型分子式。二氧化碳密度較空氣大,當二氧化碳少時對人體無危害,但其超過一定量時會影響人(其他生物也是)的呼吸,原因是血液中的碳酸濃度增大,酸性增強,并產生酸中毒。空氣中二氧化碳的體積分數為1%時,感到氣悶,頭昏,心悸;4%-5%時感到眩暈。6%以上時使人神志不清、呼吸逐漸停止以致死亡

  

  空氣中有微量的二氧化碳,約占0.039%。二氧化碳能溶于水中,形成碳酸,碳酸是一種弱酸。

  

  二氧化碳平均約占大氣體積的387ppm。大氣中的二氧化碳含量隨季節變化,這主要是由于植物生長的季節性變化而導致的。當春夏季來臨時,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量隨之減少;反之,當秋冬季來臨時,植物不但不進行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量隨之上升。二氧化碳常壓下為無色、無臭、不助燃[1]、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體因為它發送可見光,但在強烈吸收紅外線。二氧化碳的濃度于2009年增長了約二百萬分之一。

  

  折疊編輯本段基本用途

  

  二氧化碳

  

  二氧化碳

  

  固態二氧化碳俗稱干冰,升華時可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞臺中用于制造煙霧。二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒,常溫下密度比空氣略大,受熱膨脹后則會聚集于上方。也常被用作滅火劑但Mg、Na、K等燃燒時不能用CO?來滅火,因為:2Mg+CO?==點燃==2MgO+C、4Na+CO?==點燃==2Na?O+C、4K+CO?==點燃==2K?O+C。

  

  二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料,溫室中常用二氧化碳作肥料。光合作用總反應:CO2+H2O —葉綠體、光照→ C6H12O6 + O2注意:光合作用釋放的氧氣全部來自水,光合作用的產物不僅是糖類,還有氨基酸(無蛋白質)、脂肪,因此光合作用產物應當是有機物。

  

  各步分反應:2H?O —光照→ 2H?↑+ O?↑(水的光解) NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(遞氫) ADP + Pi —→ ATP (遞能) CO?+C5化合物→C6化合物(二氧化碳的固定) C6化合物 —ATP、NADPH→(CH?O)n + C5化合物(有機物的生成)

  

  二氧化碳還可用于制取金剛石,反應的化學方程式為4Na+CO?=2Na?O+C,反應的條件為440℃及800個大氣壓,在這樣的條件下,二氧化碳會形成超流體,能夠吸附在鈉的表面,加速電子從鈉傳遞至二氧化碳的過程。當溫度降低至400℃時,就沒有金剛石的產生了,當壓力下降時,生成物也主要以石墨為主。

  

  液體二氧化碳密度1.1克/升。液體二氧化碳蒸發時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳,俗稱干冰,是一種低溫致冷劑,密度為1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃時每100體積水可溶88體積二氧化碳,一部分跟水反應生成碳酸。化學性質穩定,沒有可燃性,一般不支持燃燒,但活潑金屬可在二氧化碳中燃燒,如點燃的鎂條可在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟堿或堿性氧化物反應生成碳酸鹽。跟氨水反應生成碳酸氫銨。無毒,但空氣中二氧化碳含量過高時,也會使人因缺氧而發生窒息。綠色植物能將二氧化碳跟水在光合作用下合成有機物。二氧化碳可用于制造碳酸氫銨、小蘇打、純堿、尿素、鉛白顏料、飲料、滅火器以及鑄鋼件的淬火。二氧化碳在大氣中約占總體積的0.03%,人呼出的氣體中二氧化碳約占4%。實驗室中常用鹽酸跟大理石反應制取二氧化碳,工業上用煅燒石灰石或釀酒的發酵氣中來獲得二氧化碳。

  

  二氧化碳對農業的影響

  

  實驗證明在CO2高濃度的環境下,植物會生長得更快速和高大。但是,‘全球變暖’的結果可會影響大氣環流,繼 而改變全球的雨量分布與及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球變暖’對各地區性氣候的影響,以致對植物生態所 產生的轉變亦未能確定。


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