Ein Sauerstoffmolekül enthält zwei Atome. Sauerstoff existiert in der Natur nie frei, sondern existiert als zweiatomiges Molekül, was bedeutet, dass zwei Sauerstoffatome miteinander verbunden sind und Elektronen teilen. Andere zweiatomige Moleküle sind Chlor und Wasserstoff.
Die einzigen zweiatomigen Elemente sind die Nichtmetalle. Zweiatomige Elemente bestehen aus zwei Atomen desselben Elements, die sich Elektronen teilen. Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom und Jod sind alle zweiatomige Elemente und können nicht als einzelne Atome in ihrer elementaren Form gefunden werden. Diese Elemente benötigen nur ein weiteres Elektron, um ihr äußeres Energieniveau zu füllen, also müssen sie sich nur ein weiteres Elektron teilen oder finden. Sauerstoff hingegen teilt sich zwei Elektronen. Da Sauerstoff zwei weitere Elektronen benötigt, um sein äußerstes Energieniveau zu füllen und stabil zu werden, möchte er Elektronen mit anderen teilen, insbesondere mit anderen Sauerstoffatomen.
