L'atomo di idrogeno (centro) contiene un singolo protone e un singolo elettrone. La rimozione dell'elettrone dà un catione (a sinistra), mentre l'aggiunta di un elettrone dà un anione (a destra). L'anione idrogeno, con la sua nube di due elettroni tenuta in modo lasco, ha un raggio maggiore dell'atomo neutro, che a sua volta è molto più grande del protone nudo del catione. L'idrogeno forma l'unico catione di carica + 1 che non ha elettroni, ma anche i cationi che (a differenza dell'idrogeno) trattengono uno o più elettroni sono ancora più piccoli degli atomi neutri o delle molecole da cui derivano.