El agua tiene una estructura doblada porque dos orbitales de electrones de oxígeno se doblarán y los hidrógenos se conectarán en los orbitales.
Un átomo de oxígeno tiene cuatro orbitales de electrones, como se ve en (a), formando puntos que están dispuestos como los vértices en un tetraedro (la forma resulta de que la estructura tiene la mayor cantidad de espacio entre los vértices dada la distancia desde el centro).
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(Fuente de la imagen y más información sobre la hibridación orbital: Orbitales atómicos híbridos)
Los dos átomos de hidrógeno (en términos simplificados) se unirán en dos de los vértices, pero como todos forman un ángulo de 109.5 ° con el centro, los hidrógenos no pueden formar una línea con el oxígeno, como se muestra en (b). Hay cierto ángulo de distorsión (104.5 °) que se debe a la mecánica cuántica.