Un ion es una partícula cargada que se produce cuando un átomo o grupo de átomos gana o pierde uno o más electrones. Los átomos delos metales los cuales tienen casi todos menos de cuatro electrones de valencia, tienden a perder esos electrones para formar iones positivos llamados cationes. Un ion metálico tiene un radio que es aproximadamente la mitad del radio del átomo correspondiente.
Los átomos no metálicos son los que tienden a ganar electrones para formar aniones negativos. Por ejemplo, los halógenos con siete electrones de valencia, gran con facilidad un electrón para llenar por completo el nivel energético externo con ocho electrones (un octeto de electrones). Como un ion halogenuro (un ion de un halógeno) tiene un electrón más que el número de sus protones, su carga iónica es:
1. Un ion negativo es considerablemente más grande que el átomo no metálico correspondiente. Por ejemplo, el radio de un ion cloruro (181 pm) es poco menos del doble del radio de un átomo de cloro (99 pm). Dentro de una misma familia de elementos, el tamaño de los iones aumenta con el número atómico.
Compara ahora el tamaño de un ion sodio (que se representa como Na+) con el de un ion fluoruro, F-. Estos iones son isoelectrónicos; es decir, tienen el mismo número de electrones. Ambos iones tienen 10 electrones, pero el ion sodio tiene 11 protones (una carga nuclear de +11) y ejerce una mayor atracción sobre sus electrones que el ion fluoruro, que cuenta con 9 protones (una carga nuclear de +9). Cabe suponer que el ion sodio, con su mayor carga nuclear, presentara un radio más pequeño que el ion fluoruro. Es posible hacer la generalización siguiente.
En el caso de los iones isoelectrónicos. El radio disminuye conforme aumenta la carga nuclear positiva.