Estudos acerca de erros conceituais de geometria molecular foram majoritariamente realizados no âmbito internacional e revelaram concepções errôneas importantes para a compreensão das dificuldades de aprendizagem. No entanto, não há pesquisas explorando erros conceituais associados à percepção espacial das moléculas no estudo da geometria molecular. O objetivo desta pesquisa foi identificar e avaliar erros conceituais associados à aprendizagem de geometria molecular por meio da elaboração e aplicação de um teste diagnóstico de dois níveis. Utilizou-se uma metodologia mista para a categorização e análise dos dados coletados de 55 estudantes ingressantes no nível superior (graduação em biotecnologia) de uma universidade pública. O estudo revelou erros importantes acerca das noções de geometria molecular e nos convidam a refletir sobre estratégias didáticas para os diferentes níveis de ensino (médio e superior). Verificou-se que estudantes possuem dificuldades para entender diferentes aspectos de múltiplas representações, afetando negativamente a compreensão da transição entre uma representação bidimensional e tridimensional. As duas primeiras questões do teste diagnóstico de dois níveis permitiram identificar cinco erros conceituais associados com a percepção tridimensional das moléculas, evidenciando que estudantes possuem concepções equivocadas acerca da relação entre a disposição espacial e os princípios que a fundamenta.
