Известны два оксида углерода: СО и СO2.
Оксид углерода (II) СО (угарный газ). В молекуле этого оксида атом углерода находится в невозбужденном состоянии. За счет двух р-электронов он образует две связи с атомом кислорода. Третья связь образуется по донорно-акцепторному механизму, причем кислород является донором электронной пары, которую атом углерода акцептирует на свободную 2р-орбиталь.

Оксид углерода (II) СО образуется в процессе сгорания угля при недостатке кислорода. В промышленности его получают пропусканием углекислого газа над раскаленным углем:
СО2+С=2СО
В лабораторных условиях СО получают действием концентрированной серной кислоты на муравьиную кислоту при нагревании (H2SO4 отнимает воду):
НСООНH2O+CO
Оксид углерода (II) СО — бесцветный газ, без запаха. Очень к мало растворим в воде. Ядовит. Допустимое содержание СО в производственных помещениях составляет 0,03 мг в 1 л воздуха. В количествах, опасных для жизни, он содержится в выхлопных газах автомобилей. Отравляющее действие состоит в том, что он необратимо взаимодействует с гемоглобином крови,вследствие чего прекращается перенос кислорода от легких к тканям.
В химическом отношении СО — инертное соединение (при низкой температуре). При повышении температуры до 200°С и давлении 15•105 Па оксид углерода (II) реагирует с NaOH, образуя натриевую соль муравьиной кислоты:

Окисление до СO2 происходит при температуре 700°С: 2СО+О2=2CO2
При взаимодействии с парами воды образуется СO2 и Н2: СО+Н2OCO2+ H2
СО — энергичный восстановитель. Он восстанавливает многие металлы из их оксидов, что используется в металлургии при получении металлов из руд:
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
В присутствии катализаторов (платины или активированного угля) или под действием прямого солнечного света угарный газ соединяется с хлором, образуя чрезвычайно ядовитый газ — фосген:
СО+Сl2СОСl2
Уникальной является способность оксида углерода (II) при повышенных температурах и давлениях образовывать с некоторыми металлами необычные (комплексные) соединения, называемые карбонилами:
Ni+4CO=Ni(CO)4
При обычных условиях жидкостями являются карбонилы Ni(CO)4, Fe(CO)5, Ru(CO)5, Os(CO)5. Все остальные представляют собой кристаллические вещества. Карбонилы металлов диамагнитны, что указывает на наличие спаренных электронов. Все они отличаются высокой устойчивостью по отношению к различным химическим реагентам. Относительная независимость в трактовке поведения - и -электронов позволяет понять особенность электронной структуры карбонильных комплексов. Если металл, соединяясь с лигандом, обнаруживает невысокие значения валентности, то в -связях заряд переносится от лиганда к металлу, а в -связях, наоборот, от металла к лиганду. В результате атом металла переходит в состояние близкое к нейтральному. Именно так ведет себя молекула СО, выполняющая роль акцептора в -связях.
При нагревании карбонилы металлов разлагаются на СО и металл, что используется для получения металлов высокой чистоты.
Оксид углерода (IV) СО2 (углекислый газ) образуется в природе при горении и гниении органических веществ. Содержится в воздухе (объемная доля 0,03%), а также во многих минеральных источниках (нарзан, боржоми). Выделяется при дыхании животных и растений.
В лаборатории его можно получить действием разбавленных кислот на карбонаты:
СаСО3+2НСl=СаСl2+CO2+Н2О
В промышленности получают при обжиге известняка:
СаСO3=СаО+CO2
Структурная формула молекулы СО2: О=С=О. Она имеет линейную форму. Связь углерода с кислородом полярная. Однако благодаря симметричному расположению связей сама молекула СО2 неполярна.
При обычных условиях СО2 — бесцветный газ, в 1,5 раза тяжелее воздуха. Растворим в воде (при 0°С 1,7 л СО2 в 1 л Н2О). Не поддерживает горения и дыхания, но служит источником питания зеленых растений. При сильном охлаждении СO2 кристаллизуется в виде белой снегообразной массы, которая в спрессованном состоянии испаряется очень медленно, понижая температуру окружающей среды. Этим объясняется ее применение в качестве «сухого льда».
Оксид углерода (IV) проявляет свойства кислотного оксида: взаимодействует с водой.
СО2+Н2OН2СO3
При этом образуется угольная кислота, реакция обратимая. Равновесие сильно смещено в сторону исходных веществ, т.е. очень мало растворенного СО2 превращается в кислоту.
При взаимодействии с растворами щелочей образуются соли:
СO2+2NaOH=Na2CO3+Н2О
При высоких температурах СО2 проявляет свойства окислителя: взаимодействует с углем и активными металлами:
СО2+С=2СО
СО2+2Mg=2MgO+С

Применение

Оксид углерода (IV) применяют при производстве соды, сахара, для газирования воды и напитков, в огнетушителях. Сухой лед используют для хранения скоропортящихся продуктов.