CO2 posiada cztery wolne pary elektronowe. W cząsteczce tej występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane.
Rodzaj wiązania zależy od różnicy elektroujemności w cząsteczkach. Wartości elektroujemności zawarte są w układzie okresowym. CO2 utworzony jest przez atom węgla i dwa atomu tlenu – między tymi pierwiastkami tworzą się wiązania kowalencyjne spolaryzowane. Atomowi węgla brakuje do oktetu elektronowego czterech elektronów, a każdemu z atomów tlenu – po dwa. Stąd dochodzi do uwspólnienia elektronów. Wiązanie jest spolaryzowane, ponieważ różnica elektroujemności między węglem a tlenem mieści się w zakresie 0,4 – 1,7:
elektroujemność tlenu – elektroujemność węgla = 3,5 – 2,5 = 1,0
Wolne pary elektronowe są utworzone przez elektrony, które nie tworzą wiązań. Na rysunku zaznaczono je na czerwono.