氧氣（Oxygen）希臘文的意思是“酸素”，該名稱(chēng)是由法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫所起，原因是拉瓦錫錯(cuò)誤地認(rèn)為，所有的酸都含有這種新氣體。日文里氧氣的名稱(chēng)仍然是“酸素”。
氧氣的中文名稱(chēng)是清朝徐壽命名的。他認(rèn)為人的生存離不開(kāi)氧氣，所以命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質(zhì)”，后來(lái)為了統(tǒng)一用“氧”代替了“養(yǎng)”字，便叫這“氧氣”。
O2分子內(nèi)的化學(xué)鍵通常是共價(jià)鍵。
從實(shí)驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，順磁共振光譜證明O有順磁性，還證明O有兩個(gè)未成對(duì)地電子。說(shuō)明原來(lái)的以雙鍵結(jié)合的氧分子結(jié)構(gòu)式不符合實(shí)際。
氧氣的結(jié)構(gòu)如圖所示，基態(tài)O2分子中并不存在雙鍵，氧分子里形成了兩個(gè)三電子鍵。
氧氣分子的分子軌道能級(jí)圖
氧氣分子的分子軌道能級(jí)圖
氧的分子軌道電子排布式是 ，在π軌道中有不成對(duì)的單電子，所以O(shè)2分子是所有雙原子氣體分子中的一種具有偶數(shù)電子同時(shí)又顯示順磁性的物質(zhì)。 [5]  [6] 
兩個(gè)氧原子進(jìn)行sp軌道雜化，一個(gè)單電子填充進(jìn)sp雜化軌道，成σ鍵，另一個(gè)單電子填充進(jìn)p軌道，成π鍵。氧氣是奇電子分子，具有順磁性。 [5] 
單線態(tài)氧和三線態(tài)氧
普通氧氣含有兩個(gè)未配對(duì)的電子，等同于一個(gè)雙游離基。兩個(gè)未配對(duì)電子的自旋狀態(tài)相同，自旋量子數(shù)之和S=1，2S+1=3，因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3，稱(chēng)為三線態(tài)氧。 [7] 
在受激發(fā)下，氧氣分子的兩個(gè)未配對(duì)電子發(fā)生配對(duì)，自旋量子數(shù)的代數(shù)和S=0，2S+1=1，稱(chēng)為單線態(tài)氧。
空氣中的氧氣絕大多數(shù)為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機(jī)分子對(duì)氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。
單線態(tài)氧的分子類(lèi)似烯烴分子，因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)。