Das kann man anhand der VSEPR-Theorie bestimmen.
Man geht davon aus, dass man ein Atom mit Substituenten und freien Elektronenpaaren hat und bestimmt danach die zugewiesene Geometrie.
Die drei von dir genannten Geometrien sind alle vom Tetraeder abgeleitet.
- gewinkelte Moleküle haben zwei Substituenten und zwei freie Elektronenpaare. (z.B. Wasser)
- pyramidale Moleküle haben drei Substituenten und ein freies Elektronenpaar (z.B. Ammoniak)
- tetraedrische Moleküle haben vier Substituenten und keine freien Elektronenpaare. (z.B. Methan)
Es gibt auch andere Geometrien, die du nicht genannt hast, aber die folgen genau dem gleichen Schema. Je nach Anzahl an Substituenten und freien Elektronenpaaren ergibt sich eine bestimmte Geometrie.
Eine alternative Theorie zur VSEPR-Theorie wäre die VB-Theorie, bei der man theoretisch(!) von Hybridisierung der zentralen Atome ausgeht. Dabei hat man je nach Hybridisierung eine andere Geometrie.
Das ist aber wesentlich schwerer verständlich und gibt die Wirklichkeit oft auch nicht besonders gut wieder, vor allem wenn man d-Orbitale mit einbringen muss.
Die Aussagen über die Geometrie sind allerdings die selben, also kann man das wohl je nach Geschmack handhaben, wie man will.