Τα κατιόντα είναι θετικά φορτισμένα ιόντα που σχηματίζονται όταν ένα άτομο χάνει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Για να κατανοήσετε τι σημαίνει αυτό, είναι χρήσιμο να αναθεωρήσετε μερικές βασικές πληροφορίες σχετικά με τη χημεία. Η κατανόηση του τι είναι ένα άτομο, κάτι για την ατομική δομή και τις ιδιότητες, και στη συνέχεια τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, όλα παρέχουν ένα σημαντικό υπόβαθρο.
Τα πάντα στη Γη αποτελούνται από ύλη, η οποία με τη σειρά της αποτελείται από άτομα. Τα άτομα είναι εξαιρετικά μικροσκοπικά και μπορούν να παρατηρηθούν μόνο με εξειδικευμένο επιστημονικό εξοπλισμό. Όλα τα άτομα αποτελούνται από τρία κύρια σωματίδια: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Ο αριθμός αυτών των σωματιδίων σε κάθε άτομο είναι αυτός που κάνει τα στοιχεία διαφορετικά μεταξύ τους. Καθορίζει επίσης τις χημικές τους ιδιότητες ή τον τρόπο δράσης των ατόμων υπό διαφορετικές συνθήκες.
Τα πρωτόνια φέρουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο, τα νετρόνια δεν φέρουν φορτίο και τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα. Ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια ενωμένα μεταξύ τους, τα οποία αποτελούν σχεδόν όλο το βάρος του ατόμου. Τα ηλεκτρόνια κυκλώνουν γύρω από τον πυρήνα σε τροχιακά ή ενεργειακά επίπεδα. Αυτά τα σωματίδια είναι σημαντικά επειδή ο τρόπος με τον οποίο είναι διατεταγμένα γύρω από τον πυρήνα καθορίζει τις ιδιότητες ενός ατόμου — είτε είναι επιρρεπές να κερδίσει είτε να χάσει ηλεκτρόνια.
Τα άτομα θέλουν να γεμίσουν τα ενεργειακά τους επίπεδα με ηλεκτρόνια, και θα εγκαταλείψουν ή θα πάρουν ηλεκτρόνια από άλλα άτομα για να το κάνουν. Αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Όταν ένα άτομο χάνει ή αποκτά ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης, γίνεται ιόν.
Ένα κατιόν σχηματίζεται όταν ένα άτομο χάνει ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Έχει θετικό ηλεκτρικό φορτίο, επειδή έχει περισσότερα πρωτόνια από ηλεκτρόνια, και θα έλκεται από ανιόντα, τα οποία έχουν αρνητικά φορτία.
Τα θετικά και τα αρνητικά φορτία έλκονται μεταξύ τους, έτσι διαφορετικά ιόντα μπορούν να συγκρατηθούν μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς και να σχηματίσουν μόρια. Το επιτραπέζιο αλάτι είναι ένα παράδειγμα μιας ένωσης που συγκρατείται από έναν ιοντικό δεσμό μεταξύ κατιόντων και ανιόντων. Το αλάτι σχηματίζεται όταν τα θετικά ιόντα νατρίου ενώνονται με τα αρνητικά ιόντα χλωρίου. Αυτή η ένωση είναι πολύ σταθερή όταν κάθεται στο τραπέζι, αλλά ο ιοντικός δεσμός σπάει εύκολα όταν προστίθεται νερό. Το αλάτι διαλύεται στο νερό επειδή το νερό σπάει τον ιοντικό δεσμό μεταξύ του νατρίου και του χλωρίου.
Τα ιόντα συμβολίζονται με έναν εκθέτη που υποδεικνύει εάν το καθαρό ηλεκτρικό φορτίο είναι θετικό (σύμβολο συν) ή αρνητικό (σύμβολο μείον) και τον αριθμό των ηλεκτρονίων που αποκτήθηκαν ή χάθηκαν. Υπάρχουν πολλά κοινά κατιόντα, τα οποία μπορεί να αποτελούνται από ένα ή περισσότερα στοιχεία που συγκρατούνται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς. Τα κοινά μέταλλα αλουμίνιο και χαλκός είναι απλά παραδείγματα.