O moleculă de oxigen conține doi atomi. Oxigenul nu există niciodată liber în natură, ci există mai degrabă ca o moleculă diatomică, adică doi atomi de oxigen legați împreună și împărtășesc electroni. Alte molecule diatomice includ clorul și hidrogenul.
Singurele elemente diatomice sunt nemetalele. Elementele diatomice constau din doi atomi ai aceluiași element de partajare a electronilor. Hidrogenul, fluorul, clorul, bromul și iodul sunt toate elemente diatomice și nu pot fi găsite ca atomi unici în forma lor elementară. Aceste elemente au nevoie doar de un singur electron pentru a-și umple nivelul energetic exterior, deci trebuie să împartă sau să găsească doar un singur electron. Oxigenul, pe de altă parte, împarte doi electroni. Deoarece oxigenul are nevoie de doi electroni pentru a-și umple nivelul energetic exterior pentru a deveni stabil, vrea să împartă electroni cu alții, în special cu alți atomi de oxigen.
