Può capitare di non riflettere a sufficienza sul fatto che la geometria molecolare cioè la disposizione degli atomi nello spazio è essenziale nel determinare le caratteristiche e quindi il comportamento delle molecole stesse. Nel caso degli organismi viventi ciò diventa estremamente importante in quanto piccole variazioni di forma possono cambiare completamente la funzionalità delle molecole costituenti provocando, a volte, guai anche molto seri per la salute dell'uomo.

Tramite la teoria VSEPR (dall'inglese Valence Shell Electron-Pair Repulsion cioè repulsione delle coppie di legame dello strato di valenza) è possibile spiegare la forma di un certo numero di molecole applicando il concetto che:

Gli elettroni di valenza vengono considerati a coppie e siccome ogni atomo tende, di norma, a circondarsi di otto elettroni nel livello più esterno, saranno quattro le coppie di elettroni in gioco.

Ciò determina il formarsi di particolari angoli di legame (angolo formato dalle semirette che hanno il vertice nell'atomo centrale e si prolungano verso i due atomi legati a questo) che determinano la geometria finale della molecola.

Esaminiamo come primo esempio la molecola dell'anidride carbonica CO2.

In questa molecola esistono due legami doppi (ogni legame doppio è costituito da quattro elettroni in comune) tra il carbonio e gli atomi di ossigeno; tutte quattro le coppie di elettroni di legame sono dunque impegnate in legami chimici. La posizione in cui questi due gruppi di elettroni sono il più distante possibile è quella mostrata in figura, con un angolo di legame tra gli atomi di 180°; in questo caso la repulsione è minima e la molecola acquista una disposizione lineare.

Nella molecola BH3 invece le tre coppie di elettroni di valenza del boro per stare alla maggior distanza reciproca possibile si collocano ai vertici di un triangolo equilatero. La molecola assume quindi una disposizione planare triangolare con angoli di legame di 120°. Osservate che in questa molecola gli elettroni di valenza sono soltanto sei e dunque la regole dell'ottetto non è rispettata!

Osserviamo invece come si dispongono gli atomi nella molecola del metano CH4.

In questo caso la massima distanza possibile tra le coppie di elettroni è raggiunta con la disposizione di queste ai vertici di un tetraedro. Gli angoli di legame sono di 109,5° e la molecola assume una disposizione tetraedrica.

Anche nella molecola dell'acqua H2O la situazione è analoga, ma mentre nel metano le coppie di elettroni sono tutte di legame, nell' acqua due coppie sono libere e sono più vicine all'atomo di ossigeno di quanto non lo siano le altre due impegnate nei legami con l'idrogeno. Tutto questo fa sì che le coppie di legame siano spinte un po' più vicine l'una all'altra e giustifica il minor angolo di legame (105°) presente nell'acqua rispetto al metano. La molecola dell'acqua è dunque caratterizzata da una disposizione angolata degli atomi che ne determina l'elevata polarità.