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氧原子中含有二个示成对的电子。氧原子的电子层构型是1S22S22P4。对氧分子结构的认识有两种方法，即电子配对法和分子轨道法。高质量高纯二氧化碳按照电子配对法，氧分子应该以双键结合。它所含有的电子应当是成对的。即氧分子应是一个抗磁性分子，高纯气体它的电子自旋量子数的总和等于零，即不含有自旋未成对电子的分子。高纯二氧化碳厂家通过对O2的光谱研究，了解到它含有两个自旋平行的电子，高纯气体对O2分子磁性的测定，证明氧是个顺磁性分子。顺磁性分子，是指自旋量子数的总和不等于零的分子。