2 atomy tlenu,wiążą się poprzez uwspólnienie 2 (pary) elektronów . Wgląda to tak,że następuje ciągła ich wymiana . Tlen ma wysoką elektroujemność ( 3,5 ),lecz w związku ich różnica ( 3,5 - 3,5 = 0 ) wynosi zero . Taki rodzaj wiązania,nazywamy kowalencyjnym homo- atomowym.
W przypadku molekuły tlenu [latex]O_2[/latex] mamy do czynienia z dwoma stanami- stanem singletowym i trypletowym. W stanie singletowym każdy z atomów tlenu "daje" swój jeden elektron na ten sam orbital- dwa elektrony parują się- jest to stan wzbudzony tlenu, ponieważ ma on wyższą energię. Stanem podstawowym (o niskiej energii) jest stan, w którym każdy z atomów oddaje 1 elektron, ale w molekule tlenu każdy z elektronów zajmuje swój własny orbital. Tlen w stanie podstawowym (niewzbudzonym) jest dwurodnikiem. Ponieważ łączą się ze sobą dwa atomy tlenu, różnica elektroujemności wynosi 0 i jest to wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane.