与生命有关的无机物质中，重要的消防兵正在演示灭火器的使用方法其中之一就是二氧化碳。在烈日炎炎的盛夏，这时能喝上一瓶冰镇汽水，打开汽水一喝，紧跟着就是“呃”的一声，体内的热气迅速排出，有时一阵“酸鼻”的感觉，眼泪也会流出来。是不是非常痛快！原来这是因为气体把热量带走了。那这是什么气体呢?这就是英国化学家布莱克所说的“固定的气体，即二氧化碳”。有一次，布莱克在做实验时发现，石灰石加热以后，重量减轻了，他很疑惑这丢失的重量跑去哪里了？为了解开这个谜，他把石灰石装在一个容器里加热，而在容器出口连通一根管子，管子插到石灰水中，与此同时，加热一边有气体产生，而石灰水这边随气体不断充人，显得越来越混浊,然后把混浊的水放置一会，就会看到白色的沉淀出现了。布莱克对白色沉淀物进行研究，认为它与石灰石不是相同的，布莱克认为这种气体固定在石灰石中，所以布莱克管它叫“固定的气体”。公元300年左右，中国西晋学者张华就在他所写的《博物志》一书中作了烧白石作白灰有气体发生的记载。
17世纪初，比利时化学家范·海尔蒙特（J.B.Van.Helmont1577～1644）在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时，发现二氧化碳。
1757年，J·布莱克第一个应用定量的方法研究这种气体。
1773年，拉瓦锡（A.L.Lavoisier）把碳放在氧气中加热，得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体，测出质量组成为碳23.5~28.9%，氧71.1~76.5%。
1823年，迈克尔·法拉第（M.Faraday）发现，加压可以使二氧化碳气体液化。1835年，M.Thilorier制得固态二氧化碳（干冰）。
1884年，在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。
C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。在CO₂分子中，碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。
二氧化碳在常温常压下为无色无嗅的气体。CO₂分子有16个价电子，基态为线性分子，属D∞h点群。CO₂分子中碳氧键键长为116pm，介于碳氧双键（乙醛中C=O键长为124pm）和碳氧三键（CO分子中C≡O键长为112.8pm）之间，说明它已具有一定程度的叁键特性。因此，有人认为在CO₂分子中可能存在着离域的大π键，即碳原子除了与氧原子形成两个键外，还形成两个三中心四电子的大π键。
C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个三中心四电子的离域键。因此，缩短了碳—氧原子间地距离，使CO₂中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道，CO₂为直线型分子式。空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳略溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。尽管二氧化碳可与多种金属氧化物或还原性金属，如铝、镁、钛和锆发生剧烈的反应，但可与大多数物质配伍。与钠和钾的混合物受震时爆炸。
