Атом нейтрален, когда в нём равное количество протонов и электронов. Добавление или удаление электрона приводит к изменению баланса. Атом становится ионом — атомом или молекулой с суммарным электрическим зарядом. Потеря электрона приводит к образованию положительно заряженного катиона. Приобретение электрона приводит к образованию отрицательно заряженного аниона. Ионы встречаются повсюду: в морской воде, в крови, в воздухе, в горных породах.

Ионы образуются, когда атомы приобретают или теряют электроны для достижения стабильной электронной конфигурации, обычно полностью заполненной внешней оболочки. Металлы, как правило, теряют электроны и образуют катионы. Неметаллы, как правило, приобретают электроны и образуют анионы. Заряд определяется количеством приобретенных или потерянных электронов. Натрий теряет один электрон, превращаясь в Na+. Хлор приобретает один электрон, превращаясь в Cl-. Магний теряет два электрона, превращаясь в Mg2+. Кислород приобретает два электрона, превращаясь в O2-.

Многоатомные ионы — это группы атомов с суммарным зарядом. Распространенными примерами являются нитрат (NO3-), сульфат (SO4^2-), фосфат (PO4^3-) и аммоний (NH4+). В химических реакциях они ведут себя как единые единицы. Они играют важную роль в биологии, промышленности и экологической химии.

Ионы проводят электричество в растворе. Они являются основой электролитов, необходимых для функционирования нервной системы, сокращения мышц и поддержания водного баланса. Они образуют ионные связи, создавая соли и кристаллы. Они участвуют в кислотно-щелочной химии, окислительно-восстановительных реакциях и осаждении. Ион — это фундаментальное понятие в химии.