Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) Theorie wordt gebruikt om de bindingshoeken en ruimtelijke posities van de koolstof- en waterstofatomen van etheen te voorspellen en om de bindingsvolgorde van de koolstofatomen te bepalen (het aantal bindingen dat tussen hen gevormd wordt). Elk koolstofatoom heeft de algemene rangschikking AX3, waarbij A het centrale atoom is, omgeven door drie andere atomen (aangeduid met X); verbindingen van deze vorm nemen een trigonale vlakke geometrie aan, waarbij bindingshoeken van 120 graden worden gevormd. Om de ongebrugde p-banen succesvol te laten overlappen, moeten de CH2 coplanair zijn: daarom is C2H4 een planair molecuul en is elke bindingshoek ongeveer 120 graden. Het diagram hieronder toont de bindingslengtes en waterstof-koolstof-bindingshoeken van etheen:

Volgens de valentiebindingstheorie vormen twee atomen een covalente binding door de overlapping van individuele halfgevulde valentie-atmosfeerbanen, die elk één ongepaard elektron bevatten. In etheen heeft elk waterstofatoom één ongepaard elektron en elke koolstof is sp2 gehybridiseerd met één elektron in elke sp2-baan. Het vierde elektron bevindt zich in de p-baan die de pi binding zal vormen. De bindingsvolgorde voor etheen is eenvoudigweg het aantal bindingen tussen elk atoom: de koolstof-koolstof binding heeft een bindingsvolgorde van twee, en elke koolstof-waterstof binding heeft een bindingsvolgorde van één.