每個氮原子有三個2p電子。氮分子N2已為人們熟知并且是很穩(wěn)定的。實驗表明,在分子軌道中所有的電子都是成對的和πp軌道的能量低于σp軌道的能量。N2的分子軌道能級圖提供在圖5-11中。這個分子很穩(wěn)定這一事實同如下假設(shè)是一致的,即由2p原子軌道而來的6個電子全部占入成鍵分子軌道中。
O2分子的分子軌道能級圖繪示在圖5-12中。在氧分子中通常認為,軌道的能級低于πp軌道的能級。
O2的分子軌道能級圖與已知的的實驗事實即氧分子中有兩個成單電子是一致的。以價電子式為基礎(chǔ)來解釋這個事實已證明是困難的,但是用分子軌道來解釋則是非常簡單的。事實上,氧分子中的兩個成單電子為分子軌道理論提供了強有力的支持。
以大多數(shù)的P電子存在于成鍵軌道中,可以預(yù)期氧分子是相當(dāng)穩(wěn)定的。不過,由于有兩個P電子占入在反鍵軌道中,可以
損期O2的穩(wěn)定性不會強于N2分子。因為在氮分子中并沒有?電子占入反鍵軌道中。這種情況已為實驗觀測所證實,即打斷氧分子的鍵所需的能量比打斷氮分子的鍵所需的能量小得多。