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Un cation (du grec cata- : « en bas » et iôn : « qui va ») est
un ion qui, ayant cédé un ou plusieurs électron(s), porte une ou plusieurs charge(s)
électrique(s) positive(s). On l'appelle ainsi car il est attiré par l'électrode négative, nommée cathode, de la même façon que les
pôles de charges opposées des aimants s'attirent.
En raison de la forte polarité de sa molécule, l'eau est un excellent solvant des ions. Le seul cation
présent dans l'eau pure est l'ion
oxonium (H3O+), usuellement et improprement nommé hydronium, formé par la solvatation du proton (H+) généré au cours de
l'autoprotolyse. Les principaux
cations
inorganiques sont le calcium (Ca2+), le magnésium (Mg2+), le sodium (Na+), le
potassium (K+) et l'ammonium (NH4+).
En fonction du nombre de charges électriques, on distingue
les cations
monovalents, divalents, trivalents, etc. Les cations monovalents sont ceux des métaux alcalins (lithium, sodium,
potassium, rubidium...) ; les
métaux alcalino-terreux (béryllium, magnésium, calcium,
strontium...) donnent des cations divalents ; les métaux de transition peuvent donner des cations mono-, di-, tri-, tétra-, pentavalents. Par exemple,
le fer peut perdre deux ou trois électrons
(Fe2+ et Fe3+).
L'ion peut-être monoatomique, tel ion cuivreux (Cu+) ou polyatomique, tel l'ion ammonium ; il peut être inorganique, comme les ions cités précédemment, ou organique, comme l'ion benzalkonium.
