Cele două elemente care alcătuiesc o moleculă de apă sunt hidrogenul și oxigenul; există doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, rezultând în formula chimică H 2 O. Legătura de hidrogen și oxigen împreună datorită numărului de electroni din orbitele lor.Un atom de oxigen are șase electroni în a doua cochilie și un atom de hidrogen are un electron în prima sa coajă. O a doua coajă este considerată a fi plină la opt electroni, în timp ce o primă coajă este plină la doi electroni.
Atomul de oxigen se leagă de cei doi atomi de hidrogen prin utilizarea legăturilor covalente, care permit atomilor să-și împartă electronii. Atomul de oxigen are o a doua coajă completă, iar cei doi atomi de hidrogen au primele cochilii.