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.
Hidronium
Karena dan N memiliki jumlah elektron yang sama, adalah isoelektronik dengan amonia. Seperti ditunjukkan pada gambar di atas, memiliki sebuah geometri molekul trigonal piramida dengan atom oksigen pada puncaknya. Sudut ikatan H–O–H kira-kira sebesar 113°, dan pusat massa sangat dekat dengan atom oksigen. Karena dasar piramida terdiri dari tiga atom hidrogen yang identik, konfigurasi atas simetri molekul seperti halnya termasuk dalam kelompok "point group" C. Karena simetri ini dan fakta bahwa ia memiliki momen dipol, aturan seleksi rotasi ini adalah Δ"J" = ±1 dan Δ"K" = 0. Dipol transisi terletak di sepanjang sumbu-"c" dan, karena muatan negatif terlokalisasi dekat atom oksigen, momen dipol mengarah ke puncak, tegak lurus terhadap bidang dasar.