分子軌道ダイアグラム
最も小さな分子である水素ガスは、2つの水素原子間に1つの共有結合を有する二水素 (H-H) として存在している。それぞれの水素原子は1つの電子に対する1つの1s原子軌道を有しているため、これら2つの原子軌道の重なり合いによって結合が形成される。図では、2つの原子軌道が左側および右側に描かれている。縦軸は常に軌道エネルギーを表わしている。それぞれの原子軌道は、電子を表わす上向きあるいは下向き矢印で一つずつ占められている。
二水素に対するMO理論の応用によって、両方の電子は電子配置1σgを有する結合性軌道中に入る。二水素に対する結合次数は(2-0)/2 = 1である。二水素の光電子スペクトルは、16と18 eV(電子ボルト)の間の一組の多重線を示している。
二水素のMOダイアグラムは、どのように結合が壊れるかを説明する助けとなる。二水素にエネルギーを与える時、結合性MO中の1個の電子が反結合性MOに上がる分子電子遷移が起こる。結果、結合を作るエネルギーは打ち消されゼロとなる。
二モリブデン(Mo2)は、六重結合を持つことで有名である。この六重結合には、2つのσ結合(4dzおよび5s)、2つのπ結合(4dxzおよび4dyz)、2つのδ結合(4dx − yおよび4dxy)が含まれる。二タングステン(W2)は同様の構造を持つ。