Une molécule d'oxygène contient deux atomes. L'oxygène n'existe jamais librement dans la nature mais existe plutôt sous forme de molécule diatomique, ce qui signifie que deux atomes d'oxygène se lient et partagent des électrons. D'autres molécules diatomiques incluent le chlore et l'hydrogène.
Les seuls éléments diatomiques sont les non-métaux. Les éléments diatomiques sont constitués de deux atomes du même élément partageant des électrons. L'hydrogène, le fluor, le chlore, le brome et l'iode sont tous des éléments diatomiques et ne peuvent être trouvés sous forme d'atomes isolés sous leur forme élémentaire. Ces éléments n'ont besoin que d'un électron de plus pour remplir leur niveau d'énergie externe, ils doivent donc partager ou trouver un seul électron de plus. L'oxygène, quant à lui, partage deux électrons. Parce que l'oxygène a besoin de deux électrons supplémentaires pour remplir son niveau d'énergie le plus externe pour devenir stable, il veut partager des électrons avec d'autres, en particulier avec d'autres atomes d'oxygène.
