Los iones positivos y negativos se forman al ganar o perder electrones de átomos neutros. Los elementos metálicos producen iones con carga positiva al perder electrones, mientras que los elementos no metálicos producen iones con carga negativa al ganar electrones.
Dentro del átomo de cada elemento hay sub-partículas. Un protón lleva una carga positiva, un electrón lleva una carga negativa y un neutrón no lleva ninguna carga. En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones, neutralizando así todas las cargas. Sin embargo, los átomos tienen la tendencia a perder o ganar electrones para estabilizar sus estructuras electrónicas, lo que solo ocurre cuando su nivel de energía más alto está completamente ocupado o vacío de electrones.
Debido a la pequeña cantidad de electrones presentes en el nivel de energía más externo de los metales, estos elementos están inclinados a renunciar a sus electrones para alcanzar la estabilidad. Cuando los electrones se eliminan de un átomo neutro, la energía potencial de ionización se gasta y se produce un ion metálico cargado positivamente, denominado "catión". En el caso de los no metales, que solo requieren uno o dos electrones para completar su nivel de energía más alto, estos elementos tienden a aceptar electrones. El átomo neutro libera la energía de afinidad electrónica para atraer electrones y producir un ion no metálico cargado negativamente llamado "anión". Cuando los iones metálicos se combinan con iones no metálicos, se forma un compuesto iónico, que se mantiene unido por fuertes fuerzas electrostáticas llamadas enlaces iónicos.
