Cuando los átomos ganan o pierden electrones para lograr una configuración de electrones más estable forman iones. Los enlaces iónicos son atracciones electrostáticas entre iones con cargas opuestas. Los compuestos iónicos son rígidos y quebradizos cuando son sólidos y pueden disociarse en sus iones constituyentes en agua. Los compuestos covalentes, por el contrario, permanecen intactos a menos que una reacción química los rompa.
Los enlaces iónicos son interacciones electrostáticas reversibles entre iones con cargas opuestas. Los elementos que son los más reactivos (es decir, tienen una mayor tendencia a sufrir reacciones químicas) incluyen aquellos que sólo tienen un electrón de valencia, (por ejemplo, potasio) y aquellos que necesitan un electrón de valencia más (por ejemplo, cloro).
Los iones que pierden electrones tienen una carga positiva y se conocen como cationes. Los iones que ganan electrones tienen una carga negativa y se llaman aniones. Los cationes y los aniones se combinan en proporciones que dan como resultado una carga neta de 0 para el compuesto que forman. Por ejemplo, el cloruro de potasio compuesto (KCl) contiene un ion de cloruro por cada ión de potasio, porque la carga de potasio es de +1 y la carga de cloruro es -1.El cloruro de magnesio compuesto (MgCl2)contiene dos iones de cloro por cada ión de magnesio porque la carga del magnesio es de +2.
Las fuerzas electrostáticas que mantienen compuestos iónicos juntos son fuertes cuando los compuestos están en forma sólida. Dado que los puntos de fusión de los compuestos iónicos tienden a ser muy altos, generalmente se encuentran como sólidos en la superficie de la Tierra. Sin embargo, los enlaces iónicos no son tan fuertes como los enlaces covalentes, porque los iones se pueden separar, o disolver, en líquidos de reacción química como el agua. Los iones disueltos en agua se dicen que están en una reacción química, y muchos iones son capaces de conducir corrientes eléctricas cuando están en esta forma.
Los electrolitos son iones que pueden conducir electricidad cuando se disuelven en agua. En los sistemas biológicos, los electrolitos son esenciales para la regulación osmótica: el equilibrio del agua entre las membranas celulares. Los electrolitos también contribuyen a procesos biológicos críticos que dependen de cargas eléctricas a través de la membrana celular, como contracciones musculares e impulsos nerviosos. Los electrolitos biológicos comunes incluyen el ion de calcio (Ca2+),el ion sódico (Na+),el ion de magnesio (Mg2+),el ion de potasio (K+),el ion fosfato (PO43-) y el ion cloruro (Cl–).
Los desequilibrios de electrolitos pueden causar síntomas físicos graves e incluso la muerte. Uno de los desequilibrios de electrolitos más comúnmente encontrados es la hiponatremia, niveles insuficientes de sodio en la sangre. La hiponatremia puede ser un síntoma de otra afección médica o causada por la ingestión de demasiada agua sin reemplazar adecuadamente el sodio. Los tratamientos para esta condición grave tienen como objetivo restaurar el equilibrio de sodio en el cuerpo para que el cerebro, el corazón y otros órganos puedan funcionar correctamente.
