二氧化氯分子由一个氯原子和两个氧原子组成，外电子层共有 19
个电子，是奇电子化合物。二氧化氯的电子对排布呈平面三角形，氯原子采取
sp2杂化，孤电子对占据 1
个杂化轨道，分子结构式为
O—Cl—O，形状呈“V”型，键角
117.7±
1.7°，Cl—O
键长 1.78 nm，呈双键特性。如果二氧化氯得到
1mol电子将变成
ClO2-离子，此时
Cl 以
sp3形式杂化，两个孤电子对占据 2
个杂化轨道，该离子中
O—Cl—O
键角为
110.5°，Cl—O
键长为 1.56 nm。在分子中还有一个离域
π 键垂