При образовании молекулы воды происходит гибридизация орбиталей атома кислорода по типу sp3. Каждая из двух связей H-O образуется за счет перекрывания s-орбитали атома водорода с sp3-орбиталью атома кислорода:
Угол между связями H–O–H равен 104,5°. Отклонение от тетраэдрического угла (109°28') обусловлено действием неподелённых электронных пар, у атома кислорода связывающими электронными парами заняты только две sp3-гибридные орбитали, а две другие заполнены неподелёнными электронными парами.
Так как молекула воды имеет угловое строение и образована элементами с разной степенью электроотрицательности, то она является полярной.
