Le formule di Lewis usate precedentemente non danno indicazioni sulla forma tridimensionale della molecola, cosa che viene invece data dai '''modelli molecolari'''. <br /> Essi si basano susul un principio detto ''principio di repulsione dei doppietti elettronici'' abbreviato in VSEPR<ref>Dall'inglese '''''V'''alence '''S'''hell '''E'''lectron '''P'''airs '''R'''epulsion'': repulsione dei doppietti elettronici di valenza.</ref>: quando due atomi mettono in compartecipazione i propri elettroni per formare un legame chimico, igli doppietti elettronicielettroni nella molecola creata (quelli nei doppietti solitari e quelli di legame) tenderanno a stare il più distante possibile a causa della forza repulsiva fra le loro cariche negative.
[[File:VSEPR acqua.png|center|200px]]
L'immagine sopra riportata è la rappresentazione tridimensionale della molecola d'acqua. L'ossigeno è circondato da quattro coppie di elettroni, due solitarie e due formate dall'unione degli elettroni spaiati dell'idrogeno e dell'ossigeno. LaSecondo la teoria VSEPR le cariche di segno uguale dovranno stare il più distante possibile fra loro. In questo caso, la forma geometrica tridimensionale in cui quattro punti fanno il maggiore angolo fra di loro è la piramide a base triangolare (angoli di 109,5°), e perciò gli elettroni tenderanno a mettersidisporsi ai vertici di tale tetraedro, come mostrato in figura. NeDa consegueciò chederiva la forma piegata della molecola risulteràd' piegataacqua (e di altre molecole), con un angolo fra i due idrogeni di circa 109° (misurato per [[DCD#CristallografiaDiffrazione di raggi X|cristallografia]]diffrazione èdi risultatoraggi ugualeX]]) adi 106,45°).
