Kationi so pozitivno nabiti ioni, ki nastanejo, ko atom med kemično reakcijo izgubi enega ali več elektronov. Če želite razumeti, kaj to pomeni, je koristno pregledati nekaj osnovnih informacij o kemiji. Razumevanje, kaj je atom, nekaj o atomski strukturi in lastnostih ter nato, kaj se zgodi med kemično reakcijo, predstavljajo pomembno ozadje.
Vse na Zemlji je sestavljeno iz snovi, ki pa je sestavljena iz atomov. Atomi so izjemno majhni in jih je mogoče opazovati le s specializirano znanstveno opremo. Vsi atomi so sestavljeni iz treh glavnih delcev: protonov, nevtronov in elektronov. Število teh delcev v vsakem atomu je tisto, zaradi česar se elementi razlikujejo drug od drugega. Določa tudi njihove kemične lastnosti ali kako atomi delujejo v različnih pogojih.
Protoni nosijo pozitiven električni naboj, nevtroni nimajo naboja, elektroni pa negativno nabiti. Jedro atoma je sestavljeno iz protonov in nevtronov, povezanih skupaj, kar predstavlja skoraj vso težo atoma. Elektroni krožijo okoli jedra v orbitalah ali energijskih ravneh. Ti delci so pomembni, ker način, kako so razporejeni okoli jedra, določa lastnosti atoma – ali je nagnjen k pridobivanju ali izgubi elektronov.
Atomi želijo imeti svoje energijske nivoje napolnjene do zmožnosti z elektroni, zato se bodo odpovedali ali vzeli elektrone drugim atomom, da bi to storili. To se zgodi med kemično reakcijo. Ko atom med reakcijo izgubi ali pridobi elektrone, postane ion.
Kation nastane, ko atom med kemično reakcijo izgubi elektrone. Ima pozitiven električni naboj, ker ima več protonov kot elektronov in ga privlačijo anioni, ki imajo negativne naboje.
Pozitivni in negativni naboji se privlačijo, zato se lahko različni ioni držijo skupaj z ionskimi vezmi in tvorijo molekule. Namizna sol je primer spojine, ki jo drži ionska vez med kationi in anioni. Sol nastane, ko se pozitivni natrijevi ioni združijo z negativnimi klorovimi ioni. Ta spojina je zelo stabilna, ko sedi na mizi, vendar se ionska vez zlahka pretrga, ko dodamo vodo. Sol se raztopi v vodi, ker voda prekine ionsko vez med natrijem in klorom.
Ioni so označeni z nadpisom, ki označuje, ali je neto električni naboj pozitiven (predznak plus) ali negativen (znak minus) in število pridobljenih ali izgubljenih elektronov. Obstaja veliko običajnih kationov, ki so lahko sestavljeni iz enega ali več elementov, ki jih držijo kemične vezi. Navadni kovini aluminij in baker sta preprosta primera.