每个氮原子有三个2p电子。氮分子N2已为人们熟知并且是很稳定的。实验表明,在分子轨道中所有的电子都是成对的和πp轨道的能量低于σp轨道的能量。N2的分子轨道能级图提供在图5-11中。这个分子很稳定这一事实同如下假设是一致的,即由2p原子轨道而来的6个电子全部占入成键分子轨道中。
O2分子的分子轨道能级图绘示在图5-12中。在氧分子中通常认为,轨道的能级低于πp轨道的能级。
O2的分子轨道能级图与已知的的实验事实即氧分子中有两个成单电子是一致的。以价电子式为基础来解释这个事实已证明是困难的,但是用分子轨道来解释则是非常简单的。事实上,氧分子中的两个成单电子为分子轨道理论提供了强有力的支持。
以大多数的P电子存在于成键轨道中,可以预期氧分子是相当稳定的。不过,由于有两个P电子占入在反键轨道中,可以
损期O2的稳定性不会强于N2分子。因为在氮分子中并没有?电子占入反键轨道中。这种情况已为实验观测所证实,即打断氧分子的键所需的能量比打断氮分子的键所需的能量小得多。