La forma es algo que caracteriza a cualquier objeto material, sea cual sea. Una propiedad intrínseca de las formas es la simetría. La teoría de grupos es la parte de las matemáticas dedicada al estudio de la simetría; es decir, la simetría se puede medir cuantitativamente. No vamos a hacer una descripción de la teoría de grupos y de los complejos cálculos que manejan, pero sí haremos uso de los conceptos de simetría. Vamos a centrar nuestra atención en la simetría de las moléculas, la simetría molecular.
La forma de las moléculas se asocia a la disposición de los átomos en el espacio y sabemos que esa disposición se puede medir e incluso predecir. Sabemos dar predicciones sobre la simetría de las moléculas. Por ejemplo, si nos fijamos en dos moléculas angulares, como H2O y HClO.
Intuitivamente decimos que la molécula de agua es la más simétrica de las dos. Más adelante veremos que se puede dar una explicación detallada de por qué esto es así y haremos uso de los conceptos de operación y elemento de simetría.
Podemos adelantar que cuando al realizar una operación sobre una molécula se obtenga una disposición de sus átomos diferente pero indistinguible de la inicial estaremos ante una operación de simetría y denominaremos elemento de simetría a la entidad sobre la cual hemos realizado dicha operación.