Gdy dwa oddzielne atomy tlenu łączą się z dwoma wiązaniami chemicznymi, wynikiem jest jedna cząsteczka tlenu. Stabilny związek powstaje, gdy dwie cząsteczki tlenu dzielą ze sobą dwie pary elektronów.
Każdy atom ma osiem protonów, osiem elektronów i osiem neutronów. Wewnętrzny pierścień ma dwa elektrony, podczas gdy zewnętrzny pierścień ma sześć. Maksymalny pierścień elektronowy może pomieścić osiem, chociaż pierwszy pierścień może pomieścić tylko dwa.
Ponieważ atomy są powiązane razem w cząsteczce tlenu, zewnętrzny poziom energii dzieli dwa elektrony z sąsiadującym atomem. Daje to obu atomom zewnętrzną warstwę ośmiu elektronów.
Gazy mają wrodzoną reakcję, by stać się gazami szlachetnymi, co osiąga się przez nabycie ośmiu elektronów. Ze względu na elektroujemność tlenu lub zdolność magnetycznego przyciągania elektronów z sąsiednich atomów, łączy się z prawie wszystkimi innymi elementami, próbując ukończyć zewnętrzny poziom energii. Metale, takie jak żelazo, aluminium lub tytan, rdzewieją, gdy wchodzą w kontakt z atomami tlenu. Tworzy to zewnętrzną warstwę utlenionych związków, które ostatecznie rozpadają metal.
Tlen jest najobficiej występującym pierwiastkiem na ziemi, a po wodorze i helu trzecim najbardziej powszechnym elementem galaktyki Drogi Mlecznej.
