É possível prever se um elemento formará um cátion ou ânion determinando quantos prótons um elemento possui. Se um elemento tem mais prótons do que elétrons, é um cátion. Elementos com mais elétrons do que prótons formam um ânion. Quando dois elementos são misturados, a quantidade de energia de ionização determina se a nova substância se transformará em um cátion ou ânion.
Independentemente de quantos prótons um elemento tenha, ele se torna um íon quando um ou mais elétrons de valência são retirados do átomo. Os íons são carregados negativamente ou positivamente. Um cátion é um íon carregado positivamente e um ânion é um íon carregado negativamente.
Cada elemento possui uma certa quantidade de energia de ionização. Isso é o que determina a quantidade de energia necessária para remover um elétron de valência. Ao combinar dois elementos, é necessário identificar o número atômico dos elementos para determinar se a mistura resultará em um cátion ou ânion. Elementos com números atômicos mais baixos podem ser facilmente despojados de um elétron de valência e, portanto, são mais propensos a se transformar em um cátion. Elementos com um número atômico maior retêm elétrons de valência e são tipicamente ânions. O número atômico está localizado acima de cada elemento da tabela periódica.