Hai nguyên tố tạo nên phân tử nước là hydro và oxy; có hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy, tạo ra công thức hóa học H 2 O. Hydro và oxy liên kết với nhau do số lượng electron trong các obitan của chúng.
Một nguyên tử oxy có sáu electron ở lớp vỏ thứ hai, và nguyên tử hydro có một electron ở lớp vỏ thứ nhất. Lớp vỏ thứ hai được coi là đầy 8 electron, trong khi lớp vỏ thứ nhất chứa đầy 2 electron.
Nguyên tử oxy liên kết với hai nguyên tử hydro thông qua việc sử dụng liên kết cộng hóa trị, cho phép các nguyên tử chia sẻ electron của chúng. Nguyên tử oxy có đầy đủ lớp vỏ thứ hai và hai nguyên tử hydro có lớp vỏ thứ nhất đầy đủ.