Quando os átomos ganham ou perdem eletrões para alcançar uma configuração eletrónica mais estável, eles formam iões. Ligações iónicas são atrações eletrostáticas entre iões com cargas opostas. Os compostos iónicos são rígidos e frágeis quando sólidos e podem dissociar-se nos seus iões constituintes em água. Os compostos covalentes, em contraste, permanecem intactos a menos que uma reação química os quebre.
Ligações iónicas são interações eletrostáticas reversíveis entre iões com cargas opostas. Elementos que são mais reativos (ou seja, têm maior tendência a sofrer reações químicas) incluem aqueles que têm apenas um eletrão de valência (por exemplo, potássio), e aqueles que precisam de mais um eletrão de valência (por exemplo, cloreto).
Iões que perdem eletrões têm uma carga positiva e são chamados de catiões. Iões que ganham eletrões têm uma carga negativa e são chamados aniões. Os catiões e os aniões combinam-se em proporções que resultam em uma carga líquida de 0 para o composto que formam. Por exemplo, o composto cloreto de potássio (KCl) contém um ião cloreto para cada ião de potássio, porque a carga do potássio é +1 e a carga do cloreto é -1. O composto cloreto de magnésio (MgCl2) contém dois iões de cloreto para cada ião de magnésio porque a carga do magnésio é +2.
As forças eletrostáticas que mantêm os compostos iónicos juntos são fortes quando os compostos estão na forma sólida. Uma vez que os pontos de fusão de compostos iónicos tendem a ser muito altos, eles são geralmente encontrados como sólidos na superfície da Terra. No entanto, as ligações iónicas não são tão fortes como as ligações covalentes, porque os iões podem ser separados, ou dissolvidos, em uma reação química em líquidos como a água. Iões dissolvidos em água são tidos como estando em uma reação química, e muitos iões são capazes de conduzir correntes elétricas desta forma.
Eletrólitos são iões que podem conduzir eletricidade quando dissolvidos em água. Em sistemas biológicos, eletrólitos são essenciais para a regulação osmótica—o equilíbrio da água entre as membranas celulares. Os eletrólitos também contribuem para processos biológicos críticos que dependem de cargas elétricas em toda a membrana celular, como contrações musculares e impulsos nervosos. Os eletrólitos biológicos comuns incluem o ião cálcio (Ca2+), o ião sódio (Na+), o ião magnésio (Mg2+), o ião potássio (K+), o ião fosfato (PO43-) e o ião cloreto (Cl–).
Desequilíbrios de eletrólitos podem causar sintomas físicos graves e até mesmo a morte. Um dos desequilíbrios de eletrólitos mais comumente encontrados é a hiponatremia, níveis insuficientes de sódio no sangue. A hiponatremia pode ser um sintoma de outra condição médica ou causada pela ingestão de muita água sem substituir adequadamente o sódio. Os tratamentos para esta condição grave visam restaurar o equilíbrio do sódio no corpo para que o cérebro, o coração e outros órgãos possam funcionar corretamente.
