Cząsteczka tlenu zawiera dwa atomy. Tlen nigdy nie występuje swobodnie w naturze, ale istnieje raczej jako dwuatomowa cząsteczka, co oznacza, że dwa atomy tlenu wiążą się ze sobą i dzielą elektrony. Inne cząsteczki dwuatomowe obejmują chlor i wodór.
Jedynymi pierwiastkami dwuatomowymi są niemetale. Elementy dwuatomowe składają się z dwóch atomów tego samego pierwiastka, dzielących elektrony. Wodór, fluor, chlor, brom i jod są elementami dwuatomowymi i nie można ich znaleźć jako pojedynczych atomów w ich elementarnej postaci. Te elementy potrzebują tylko jednego elektronu, aby wypełnić swój zewnętrzny poziom energii, więc muszą dzielić lub znajdować tylko jeszcze jeden elektron. Z drugiej strony, tlen dzieli dwa elektrony. Ponieważ tlen potrzebuje dwóch więcej elektronów do wypełnienia swojego najbardziej zewnętrznego poziomu energii, aby stać się stabilnym, chce dzielić się elektronami z innymi, szczególnie z innymi atomami tlenu.
