分子軌道ダイアグラム
1b1非結合性MOは酸素2px AO(分子平面に対して垂直なp軌道)である。
この説明と一致して、水の光電子スペクトルは、1b2 MO (18.5 eV) および 3a1 MO (14.5 eV) のブロードなピークと非結合性1b1 MO (12.5 eV) の鋭いピークを示す。1b1 MOは孤立電子対である。この水のMOによる取り扱いでは、2つの等価な「ウサギの耳」に似た孤立電子対を持ってはいない。ただし得られた分子軌道をさらに混成させれば、3a1、1b2、2a1 MOを局在化させ、2つのO-H結合と1つの面内孤立電子対を作ることもできる。
硫化水素 (H2S) も8個の価電子のC2v対称性を有しているが、結合角はわずか92°である。光電子スペクトルの通り、水と比較して5a1 MO(水における3a1 MOに相当)は安定化(重なりが大きい)され、2b2 MO(水における1b2 MOに相当)は不安定化(重なりが小さい)されている。
MO理論は、二リチウム (dilithium) が結合次数1(電子配置1σg1σu2σg)を持つ安定な分子であることを正確に予測する。1s分子軌道は完全に満たされており、結合に関与しない。
二リチウムは、水素分子よりもかなり低い結合強度の気相分子である。これは、2s電子が核からさらに追いやられているためである。より詳細な解析では、両方の1σ軌道が1s原子軌道よりも高いエネルギーを有しており、被占2σ軌道もまた2s原子軌道よりもエネルギー的に高い(表1を参照)。
異核二原子分子では、原子軌道の混合は電気陰性度の値が似ている時にのみ起こる。一酸化炭素(CO、二窒素と等電子的)では、酸素2s軌道は炭素2s軌道よりもエネルギー的にかなり低いため、混合の度合いは低い。電子配置1σ1σ2σ2σ1π3σは窒素のものと同一である。下付き文字gおよびuは、分子が対称中心を欠いているためにもはや適用されない。
フッ化水素 (HF) では、水素1s軌道のエネルギーとフッ素2p軌道のエネルギーが実験的に同等であるため、水素1s軌道とフッ素2pz軌道はσ結合を形成するために混合できる。HFの電子配置1σ2σ3σ1πは、その他の電子が3つの孤立電子対に残っていること、結合次数が1であることが反映されている。