El flúor y el cloro pertenecen al grupo 17 de la tabla periódica. El electrón diferenciador del flúor se encuentra en el nivel energético $n=2$, mientras que el del cloro se sitúa en el nivel $n=3$. Al descender en un grupo, aumenta el número de niveles de energía ocupados por los electrones.Aunque la carga nuclear ($Z$) aumenta al pasar de flúor a cloro, el apantallamiento ($S$) de las capas electrónicas internas también aumenta. El efecto del aumento en el número de niveles de energía predomina sobre el aumento de la carga nuclear efectiva ($Z_{ef}$), provocando que los electrones de valencia estén más alejados del núcleo. Por tanto, el radio atómico del cloro es mayor que el del flúor.

En la molécula de $\ce{H2O}$, el átomo central es el oxígeno ($Z=8$), que posee 6 electrones de valencia. Este átomo forma dos enlaces sencillos con los átomos de hidrógeno y mantiene dos pares de electrones solitarios (no enlazantes). Siguiendo la notación de la RPECV, el oxígeno se identifica como 'A', los pares de enlace como 'B' y los pares solitarios como 'E', resultando en una estructura de tipo $AB_2E_2$.La disposición espacial de los cuatro pares de electrones es tetraédrica para minimizar las repulsiones electrostáticas. Sin embargo, debido a que los pares solitarios 'E' ejercen una repulsión mayor que los pares de enlace, el ángulo de enlace $\ce{H-O-H}$ se cierra hasta aproximadamente $104,5^\circ$. Por consiguiente, la geometría molecular es angular.

La espontaneidad de la reacción se determina mediante el signo de la variación de la energía libre de Gibbs, según la expresión:

En este proceso, el factor entálpico ($\Delta H < 0$) es favorable para la espontaneidad ya que la reacción es exotérmica. No obstante, existe una disminución del desorden del sistema ya que se pasa de 4 moles de gas en los reactivos a 2 moles en los productos, lo que implica una variación de entropía negativa ($\Delta S < 0$). Esto hace que el factor entrópico ($-T\Delta S > 0$) sea desfavorable y se oponga a la espontaneidad.En consecuencia, la reacción solo será espontánea a temperaturas bajas, donde el factor entálpico predomine en valor absoluto sobre el factor entrópico, permitiendo que $\Delta G < 0$.