En una molécula de dióxido de carbono (CO2), el átomo de carbono forma enlaces covalentes con dos átomos de oxígeno. Cada átomo de oxígeno comparte dos electrones con el átomo de carbono, lo que resulta en un doble enlace entre el carbono y cada oxígeno. El dióxido de carbono tiene una estructura molecular lineal, con el átomo de carbono en el centro y los dos átomos de oxígeno unidos a él en lados opuestos. Cada átomo de oxígeno tiene una carga negativa, mientras que el átomo de carbono tiene una carga positiva. Esto crea un enlace covalente polar entre los átomos de carbono y oxígeno.

La estructura de Lewis del dióxido de carbono muestra que el átomo de carbono está rodeado por cuatro electrones, dos de cada átomo de oxígeno. Esto satisface la regla del octeto para el carbono, que establece que los átomos de carbono tienden a tener ocho electrones en su capa exterior. Los dos átomos de oxígeno tienen cada uno seis electrones en su capa exterior, lo que también satisface la regla del octeto.

Los dobles enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno del dióxido de carbono son fuertes y estables, lo que la convierte en una molécula relativamente inerte. Es por eso que el gas dióxido de carbono se usa comúnmente como extintor de incendios, ya que puede desplazar el oxígeno y evitar la combustión. El dióxido de carbono también se utiliza en la producción de bebidas carbonatadas, ya que se disuelve en agua para formar ácido carbónico, lo que les da a estas bebidas su sabor picante.