Хемија је проучавање материје и бави се многим начинима како се једна врста материје може променити у другу врсту. Познато је да је сва материја направљена од једне или више од стотину различитих врста атома. Сви атоми су састављени од три основне честице - протона, електрона и неутрона. Молекул се састоји од групе од два или више атома, држаних заједно у одређеном геометријском обрасцу. Када се два или више атома снажно држе заједно да формирају молекулу, између сваког атома и његових блиских суседа постоје хемијске везе. Облик молекула преноси мноштво информација и први корак ка разумевању хемије молекула је спознавање његове геометрије.
Молекуларна геометрија једноставно се односи на тродимензионални распоред атома који чине молекулу. Термин структура се употребљава у смислу да означи једноставно повезаност атома. Облик молекула се одређује у односу на удаљености између атомских језгара које су спојене заједно. Геометрија молекула одређена је теоријом валентно-школске електронске паре (ВЕСПР) - моделом који се користи за одређивање општег облика молекула на основу броја парова електрона око централног атома. Геометрија молекула је дата или као геометрија електрона или као молекуларна геометрија.
Израз геометрија електрона односи се на назив геометрије пара електрона (група / домена) на централном атому, без обзира да ли везују електроне или невезујуће електроне. Електронски парови су дефинисани као електрони у паровима или везама, усамљени парови, или понекад један пар непарованих електрона. Пошто су електрони увек у сталном кретању и њихови се путањи не могу прецизно дефинисати, распоред електрона у молекули је описан у облику дистрибуције густине електрона. Узмимо пример метана, чија хемијска формула је ЦХ4. Овде је централни атом угљеник са 4 валентна електрона и 4 електрона који дели водоник са 1 угљеника и формирају 4 ковалентне везе. То значи да постоји око 8 електрона око угљеника и нема ниједне једноструке везе, тако да је број усамљених парова овде 0. То сугерише ЦХ4 је тетраедарска геометрија.
За одређивање облика молекула користи се молекуларна геометрија. Једноставно се односи на тродимензионални распоред или структуру атома у молекули. Разумевање молекуларне геометрије једињења помаже да се одреди реактивност, поларитет, боја, фаза материје и магнетизам. Геометрија молекула се обично описује у смислу дужине везе, углова везе и торзионих углова. За мале молекуле молекулска формула и табела стандардних дужина и углова везе могу бити све што је потребно за утврђивање геометрије молекула. За разлику од геометрије електрона, она се предвиђа разматрањем само пара електрона. Узмимо пример воде (Х2О). Овде је кисеоник (О) централни атом са 6 валентних електрона, па су му потребна 2 електрона из два атома водоника да би завршили свој октет. Дакле, постоје 4 електронске групе распоређене у тетраедарском облику. Постоје и два пара појединачних веза, тако да је добивени облик савијен.
Израз геометрија електрона односи се на назив геометрије пара електрона (група / домена) на централном атому, без обзира да ли везују електроне или невезујуће електроне. Помаже разумјети како су различите групе електрона распоређене у молекули. Молекуларна геометрија, с друге стране, одређује облик молекула и то је тродимензионална структура атома у молекули. Помаже у разумевању целог атома и његовог распореда.
Геометрија молекула се одређује на основу само везивних парова електрона, али не и броја електронских парова. То је тродимензионални облик који молекул заузима у простору. Молекуларна геометрија је такође дефинисана као положаји атомских језгара у молекули. С друге стране, геометрија електрона молекула одређена је на основу оба пара електрона који се везују и парова усамљених електрона. Геометрија електрона се може одредити помоћу ВЕСПР теорије.
Један од многих примера тетраедарске електронске геометрије је амонијак (НХ)3). Овде је централни атом Н и четири електронска пара распоређена су у облику тетраедра са само једним усамљеним електронским паром. Дакле, геометрија електрона НХ3 је тетраедарска. Међутим, његова молекуларна геометрија је тригонална пирамидална, јер су углови везе 107 степени јер се атоми водоника одбијају усамљеним паром електрона око азота. Слично томе, молекуларна геометрија воде (Х2О) је савијен јер постоје 2 пара појединачних веза.
И геометрија електрона и молекуларна геометрија прате модел Валенце-Схелл Елецтрон-Паир Репулсион (ВЕСПР) како би одредили општи облик молекула на основу броја парова електрона око централног атома. Међутим, молекуларна геометрија се одређује искључиво на основу везивања парова електрона, а не броја пара пара електрона, док се геометрија електрона одређује на основу оба пара електрона који се везују и парова усамљених електрона. Када у молекули не постоје усамљени парови електрона, геометрија електрона је иста као и молекулски облик. Као што смо рекли, облик молекула говори много о томе и први корак ка разумевању хемије молекула је одређивање његове геометрије.