الجزيء هو تجمع للنوى والإلكترونات الذرية يكون مستقرًا بما فيه الكفاية لامتلاك خصائص يمكن ملاحظتها - وهناك جزيئات قليلة أكثر استقرارًا وصعوبة في التحلل من H2O. في الماء ، كل نواة هيدروجين مرتبطة بذرة الأكسجين المركزية بواسطة زوج من الإلكترونات التي يتم تقاسمها بينهما ؛ يطلق الكيميائيون على هذا الزوج الإلكتروني المشترك رابطة كيميائية تساهمية. في H2O ، يتم استخدام اثنين فقط من إلكترونات الأكسجين الستة ذات الغلاف الخارجي لهذا الغرض ، تاركًا أربعة إلكترونات منظمة في أزواج غير رابطة. تميل أزواج الإلكترونات الأربعة المحيطة بالأكسجين إلى ترتيب نفسها بعيدًا عن بعضها البعض بقدر الإمكان من أجل تقليل التنافر بين هذه السحب من الشحنة السالبة. سيؤدي هذا عادة إلى هندسة رباعي السطوح تكون فيها الزاوية بين أزواج الإلكترونات (وبالتالي زاوية رابطة H-O-H) هي 109.5 °. ومع ذلك ، نظرًا لأن الزوجين غير المترابطين لا يزالان أقرب إلى ذرة الأكسجين ، فإنهما يمارسان نفورًا أقوى ضد زوجي الرابطة التساهمية ، مما يدفع ذريتي الهيدروجين بشكل أقرب إلى بعضهما البعض. والنتيجة هي ترتيب رباعي السطوح مشوه تكون فيه الزاوية H - O - H 104.5 درجة.