Wanneer atomen elektronen winnen of verliezen om een stabielere elektronenconfiguratie te bereiken, vormen ze ionen. Ionische bindingen zijn elektrostatische aantrekkingen tussen ionen met tegengestelde ladingen. Ionische verbindingen zijn stijf en bros als ze vaste stoffen zijn, maar kunnen in water uiteenvallen in hun samengestelde ionen. Covalente verbindingen blijven daarentegen intact tenzij een chemische reactie ze verbreekt.
Ionische bindingen zijn omkeerbare elektrostatische interacties tussen ionen met tegengestelde ladingen. Elementen die het meest reactief zijn (dwz een grotere neiging hebben om chemische reacties te ondergaan) omvatten elementen die slechts één valentie-elektron hebben (bijv. Kalium) en elementen die nog een valentie-elektron nodig hebben (bijv. Chloor).
Ionen die elektronen verliezen, hebben een positieve lading en worden kationen genoemd. Ionen die elektronen krijgen, hebben een negatieve lading en worden anionen genoemd. Kationen en anionen kunnen een verbinding vormen zodat een netto lading van 0 hebben. De verbinding kaliumchloride (KCl) bevat bijvoorbeeld één chloride-ion voor elk kaliumion, omdat de lading van kalium +1 is en de lading van chloride -1. De verbinding magnesiumchloride (MgCl 2 ) bevat twee chloride-ionen voor elk magnesiumion omdat de lading van magnesium +2 is.
De elektrostatische krachten die ionische verbindingen bij elkaar houden, zijn sterk wanneer de verbindingen in vaste vorm zijn. Omdat de smeltpunten van ionische verbindingen vaak erg hoog zijn, worden ze over het algemeen als vaste stoffen op het aardoppervlak aangetroffen. Ionische bindingen zijn echter niet zo sterk als covalente bindingen, omdat de ionen uit elkaar kunnen worden getrokken, of worden opgelost, in vloeistoffen zoals water. Ionen opgelost in water bevinden zich in een chemische reactie, en veel ionen zijn in staat elektrische stromen te geleiden in deze vorm.
Elektrolyten zijn ionen die elektriciteit kunnen geleiden wanneer ze in water zijn opgelost. In biologische systemen zijn elektrolyten essentieel voor osmotische regulatie – de balans van water over celmembranen. Elektrolyten dragen ook bij aan kritische biologische processen die afhankelijk zijn van elektrische ladingen over het celmembraan, zoals spiersamentrekkingen en zenuwimpulsen. Veelvoorkomende biologische elektrolyten zijn het calciumion (Ca 2+ ), het natriumion (Na + ), het magnesiumion (Mg 2+ ), het kaliumion (K + ), het fosfaation (PO 4 3- ) en het chloride ion (Cl – ).
Een verstoorde elektrolytenbalans kan ernstige lichamelijke symptomen en zelfs dood tot gevolg hebben. Een van de meest voorkomende verstoringen van elektrolytenbalans is hyponatriëmie: onvoldoende natriumgehalte in het bloed. Hyponatriëmie kan een symptoom zijn van een andere medische aandoening of kan worden veroorzaakt door te veel water binnen te krijgen zonder voldoende natrium te ontvangen. Behandelingen voor deze ernstige aandoening zijn bedoeld om de natriumbalans in het lichaam te herstellen, zodat de hersenen, het hart en andere organen goed kunnen functioneren.
