La géométrie moléculaire est un terme décrivant la forme tridimensionnelle d'une molécule, étant donné le nombre de paires libres et des atomes liés autour d'un atome central. Toutes les doublets libres - des paires d'électrons non liées - sont utilisés pour déterminer la géométrie de paire d'électrons et doivent être pris en compte dans la forme de la molécule en raison de leur action répulsive sur les paires d'électrons liés. Cette répulsion entre les électrons ce qui concerne les angles entre les atomes liés et les paires libres autour de l'atome central. Ces angles, plutôt que le nombre d'atomes liés à l'atome central, de définir la géométrie moléculaire de molécules liées de manière covalente. Graphiques comparant la géométrie de paire d'électrons et de la géométrie moléculaire sont couramment utilisés pour montrer les effets de doublets libres sur la forme de la molécule, en tant que molécules sans doublets libres ont la même géométrie moléculaire et de paire d'électrons.
Une théorie simple de la façon dont les électrons se comportent est utilisée pour prédire la forme d'une molécule. La théorie de Valence Shell Electron Pair Répulsion (VSEPR) stipule que les couples et les familles monoparentales en servitude des électrons de valence va se positionner comme éloignés les uns des autres qu'ils le peuvent. L'utilisation de cette théorie, la forme géométrique de simples composés moléculaires peuvent être déterminées avec précision. D'autres méthodes, telles que cristallographie aux rayons X, sont nécessaires pour décrire la forme de molécules organiques complexes, y compris du matériel génétique et des protéines.
Le plus simple molécule possède un atome central avec deux atomes supplémentaires liés à celui-ci. Selon la théorie VSEPR, les deux atomes liés vont se positionner en tant éloignés les uns des autres que possible, ce qui entraîne une forme linéaire moléculaire. Les angles entre les liaisons sont de 180 degrés. Molécules liées de manière covalente avec trois atomes autour d'un atome central et pas de doublets libres ont une forme trigonale planaire. Cette molécule a des angles de 120 degrés entre les trois atomes de joints et repose à plat dans un plan unique.
Afin de positionner chaque atome lié aussi loin que possible, une molécule avec quatre atomes voisins un atome central et pas de paires libres a une forme tétraédrique. Chaque angle de la liaison est 109,5 degrés, formant un tétraèdre avec l'atome central à l'intérieur. Dans cette même manière, avec chaque atome supplémentaire lié à l'atome central, les changements de forme que les atomes liés repousser les uns des autres. Avec la présence de doublets libres, la géométrie moléculaire des modifications atomiques, comme la paire libre exerce aussi la répulsion. Une molécule avec trois atomes et une paire libre autour d'un atome central aura une forme trigonale pyramidale, avec l'atome central au sommet de la pyramide et les trois atomes de joint poussé par la paire libre dans une position au-dessous de l'atome central.