一個水分子由二個氫原子和一個氧原子以共價健構(gòu)成.方式分布在三個p軌道中,氧原子的py和pz軌道中電子未飽和.當(dāng)和氫原子化合時,氫原子的一個1s電子和氧原子的一個2p電子配對,即共用電子對,使兩種原子的最外電子層都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)——這就是所謂的氫氧共價鍵.雖然氧原子的py和pz軌道應(yīng)是彼此互相垂直的,不過由于兩個氫原子上的正電荷彼此互相排斥以致水分子的兩個氫氧共價鍵的角度必須比90°大.如果將水分子想象成一個四面體,以氧原子處在四面體的中心,兩個氫原子和兩對未共用電子占據(jù)四面體的角頂上,那么可以把這個四面體畫在一個立方體中,以四面體的角頂占據(jù)在立方體八個角頂中的四個角頂位置上,那么兩個氫氧鍵之間的角度應(yīng)該是109°.但對水分子結(jié)構(gòu)中的O—H 鍵長和H—O—H 鍵角的科學(xué)研究并未得到一致.氣態(tài)水分子：Bartlett[3]計算出O—H鍵長和H—O—H 鍵角分別為0.09570nm ,104.59°；Benedict[4]研究認(rèn)為,O—H 鍵長和H—O—H鍵角分別為0.09572nm 和104.52°.液態(tài)水分子：Thiessen[5]報道,O—H為0.0966nm,∠H—O—H為102.80°；Soper[6]報道,O—H為0.0980nm,∠H—O—H 為105.48°.Coronaiu[7]計算獲得,242K～361K區(qū)間O—H為0.09800 nm～0.09756nm,∠H—O—H為100.00°～101.40°.可見水分子結(jié)構(gòu)中的O—H 鍵長和H—O—H鍵角存在變化.平時一般認(rèn)為水分子的兩個氫氧共價鍵所構(gòu)成的鍵角是104.5°.