按照Lewis结构式解释，O2分子中，两个氧原子间是双键，即一个σ键和一个π键。实际上，O2分子中是一个σ键和2个两中心三电子π键组成

O2分子是所有双原子气体分子中唯一的一种具有偶数电子同时又显示顺磁性的物质。两个氧原子进行sp轨道杂化，一个单电子填充进sp杂化轨道，成σ键，另一个单电子填充进p轨道，成π键。氧气是奇电子分子，具有顺磁性。