Ioone tähistatakse samamoodi kui elektriliselt neutraalseidkeemilisi elemente, lisades sõltuvalt iooni tüübist elemendi tähisele "+" või "–" märgi ning märkides vajaduse korral ära kaotatud või juurde saadud elektronide arvu. NäiteksH+ jaSO42-.
Energiat, mis on vajalikpõhiolekus (madalaimal energiatasemel) olevaelektroni väljalöömiseksaatomielektronkattest, nimetatakseionisatsioonienergiaks ehkionisatsioonipotentsiaaliks. See on ühtlasi selle elektroniseoseenergia aatomis. N taseme ionisatsioonienergia on energia, mis on vaja anda n elektronile pärast seda, kui n – 1 elektroni on juba aatomist eemaldatud.
Iga järgmise taseme ionisatsioonienergia on oluliselt suurem kui eelmine. Eriti suur hüpe ionisatsioonienergias toimub pärastalamelektronkihi tühjendamist elektronidest. Sel põhjusel on enamik ioone sellised, millel on pealmine alamelektronkiht täidetud. Näiteksnaatriumil on väliskihis ainult üksvalentselektron ning seega on kõige levinum naatriumi ioon Na+.
Perioodilisustabeli teises servas onklooril seitse valentselektroni, seega kõige levinum kloori ioon on ühe lisaelektroniga Cl–. Kõige väiksem ionisatsioonienergia onfrantsiumil ja kõige suuremfluoril.Metallide ionisatsioonienergia on tavaliselt palju väiksem kuimittemetallidel, mistõttu metallid reeglina kaotavad elektrone (muutuvad positiivseteks ioonideks) ja mittemetallid haaravad elektrone lisaks (muutuvad negatiivseteks ioonideks).
Positiivse iooni tekkimiseks on vajaaatomile anda lisaenergia, mis on aatomiionisatsioonienergiast suurem või sellega võrdne. Näiteksioniseeriv kiirgusioniseerib aatomeid, andes kiirgusenergiat üle aatomitele ning rebides sellega elektrone aatomi elektronkattest välja. Mida väiksem on aatomi ionisatsioonienergia, seda väiksema energiaga kiirgusest piisab aatomi ioniseerimiseks.
Neutraalsesaatomituumas on tavaliselt Z positiivselt laetudprootonit jaelektronkattes Z negatiivselt laetudelektroni. Seega on aatomi kogulaeng 0. Kui elektronid kataksid tuuma ühtlase kihina, siis ei oleks negatiivsete ioonide tekkimine füüsiliselt võimalik. Reaalsuses läbib aatomist mööduv elektron aatomi elektronkatte. (Tema lainefunktsioon võimaldab tal teatava tõenäosusega paikneda aatomi negatiivse elektronkatte ja positiivse tuuma vahel.) Teda mõjutab tuuma tõmbejõud, mis liidab elektroni aatomi elektronkattesse. Täiendav elektroni negatiivne laeng paigutab ülejäänud elektronid elektronkattes veidi ümber. Kõik Z + 1 elektroni korralduvad ümber uutele energeetilistele tasemetele.
Vaba radikaal on ioon, milles on üks või rohkem paardumata elektroni. Selline ioon on väga ebastabiilne ning aldis reageerima teiste ioonide ja ainetega.
