Onder normale omstandigheden verliest waterstof geen elektronen om een ​​positief ion te vormen. In zijn elementaire toestand bestaat waterstof als een diatomisch molecuul (H2), waarbij elk waterstofatoom zijn enkele valentie-elektron deelt met het andere waterstofatoom om een ​​stabiele covalente binding te vormen.

Onder extreme omstandigheden, zoals extreem hoge temperaturen of bij bepaalde chemische reacties, is het echter mogelijk dat waterstof zijn elektron verliest en een positief ion vormt. Wanneer dit gebeurt, wordt het waterstofatoom een ​​waterstofkation of proton (H+).

In aanwezigheid van een sterk oxidatiemiddel of onder invloed van hoogenergetische straling kan waterstof bijvoorbeeld ionisatie ondergaan. Hier is een voorbeeld van een chemische reactie waarbij waterstof een kation vormt:

NaH (natriumhydride) + H2SO4 (zwavelzuur) → NaHSO4 (natriumwaterstofsulfaat) + H2 (waterstofgas)

Bij deze reactie verliest het natriumhydride een elektron aan het zeer elektronegatieve sulfaation (SO42-) dat aanwezig is in zwavelzuur. Als resultaat wordt de waterstof in natriumhydride een waterstofkation (H+).

Bovendien kunnen waterstofatomen in omgevingen met hoge temperaturen, zoals in de zon of andere sterren, van hun elektronen worden ontdaan als gevolg van de intense hitte en straling. Dit proces, bekend als stellaire nucleosynthese, leidt tot de vorming van geïoniseerd waterstofgas of plasma.

Samenvattend:hoewel waterstof doorgaans zijn elektron deelt om covalente bindingen te vormen, kan het onder specifieke omstandigheden een elektron verliezen en een positief ion (H+) worden, waarbij sprake is van sterke oxidatiemiddelen, hoogenergetische straling of extreme temperaturen.