Ion
Seluruh ion memiliki muatan, yang berarti, seperti obyek-obyek bermuatan lainnya, mereka:Elektron, karena massanya yang kecil sehingga sifat menempati ruangnya yang besar dianggap sebagai gelombang materi (). Ini menentukan seluruh ukuran atom dan molekul yang memiliki elektron. Anion (ion bermuatan negatif) lebih besar daripada molekul atau atom induknya, karena kelebihan elektron saling tolak-menolak satu sama lain sehingga menambah ukuran fisik ion, dan ukurannya ditentukan oleh awan elektronnya. Dengan demikian, secara umum, kation berukuran lebih kecil daripada atom atau molekul induknya karena ukuran awan elektronnya juga lebih kecil. Kation hidrogen tidak memiliki elektron sama sekali, sehingga hanya memiliki proton tunggal - "jauh lebih kecil" daripada atom hidrogen.
Logam alkali
Dalam larutan akuatik, ion logam alkali membentuk ion akua dengan rumus [M(HO)], denga nn adalah bilangan solvasi. Bilangan koordinasi dan bentuk mereka sesuai dengan hasil yang diharapkan berdasarkan jari-jari ion mereka. Dalam larutan akuatik, molekul air yang langsung melekat pada ion logam dikatakan milik bidang koordinasi pertama, juga dikenal sebagai kulit solvasi pertama atau primer. Ikatan antara molekul air dan ion logam adalah ikatan kovalen datif, dengan atom oksigen menyumbangkan kedua elektron untuk membentuk ikatan. Setiap molekul air yang terkoordinasi dapat diikat dengan molekul air lainnya melalui ikatan hidrogen. Posisi yang disebut terakhir dikatakan berada dalam bidang koordinasi kedua. Namun, untuk kation logam alkali, bidang koordinasi kedua tidak didefinisikan dengan baik karena muatan +1 pada kation tidak cukup tinggi untuk mempolarisasi molekul air pada kulit solvasi utama, tetapi cukup bagi mereka untuk membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan bidang koordinasi kedua, menghasilkan entitas yang lebih stabil. Bilangan solvasi Li telah ditentukan secara eksperimen yaitu 4, membentuk [Li(HO)] tetrahedral: sementara bilangan solvasi 3 atau 6 telah dijumpai untuk ion aqua litium, bilangan solvasi yang kurang dari 4 dapat menghasilkan pembentukan pasangan ion, dan bilangan solvasi yang lebih tinggi dapat diinterpretasikan sebagai molekul air yang mendekati [Li(HO)] melalui permukaan tetrahedron, meskipun simulasi dinamika molekul dapat menunjukkan adanya ion heksaaqua oktahedral. Ada juga mungkin enam molekul air dalam bidang solvasi primer ion natrium, membentuk ion [Na(HO)] oktahedral. Sementara itu diduga sebelumnya bahwa logam alkali yang lebih berat juga membentuk ion heksaaqua oktahedral, karena saat itu telah ditemukan bahwa kalium dan rubidium mungkin membentuk ion [K(HO)] dan [Rb(HO)], yang memiliki struktur antiprismatik persegi, dan bahwa sesium membentuk ion [Cs(HO)] dengan 12 koordinasi.