Ein komplexes Ion ist ein winziges Materieteilchen, das als Molekül bezeichnet wird und entweder eine positive oder negative Ladung trägt. Komplexe Ionen bestehen aus einer Gruppe von Atomen, die zu einem einzigen größeren Teilchen verbunden sind. Ionen werden einfach als Moleküle definiert, die entweder eine positive oder negative Ladung tragen, was bedeutet, dass es insgesamt mehr Protonen als Elektronen gibt oder umgekehrt. Komplexe Ionen müssen aus mehr als einer Atomsorte bestehen und können in zwei oder mehr kleinere Ionen zerlegt werden. Alle Komplexionen enthalten mindestens ein Metall oder ein positiv geladenes Atom, das an ein oder mehrere negativ geladene Ionen gebunden ist.
Ein wenig Hintergrundwissen über die Struktur von Atomen ist hilfreich, um Ionen zu verstehen. Ein Atom ist die kleinste Einheit eines reinen Elements, die existieren kann. Wird beispielsweise ein Stück reines Gold immer wieder zerlegt, bis der kleinste mikroskopische Fleck erreicht ist, entsteht ein einzelnes Goldatom. Dieses Atom würde aus 79 positiven Protonen bestehen, die zu einem zentralen Kern geclustert und von einer Wolke aus 79 negativen Elektronen umgeben sind. Wenn das Goldatom eines seiner negativen Elektronen abgibt, bleibt es mit einer positiven Ladung zurück und wird dann als Ion betrachtet.
In der Chemie ist ein Metall ein Element oder eine Atomart, die eine positive Ladung trägt. Beim Blick auf das Periodensystem sind die Elemente links und in der Mitte Metalle, mit Ausnahme von Wasserstoff. Komplexe Ionen treten auf, wenn ein Elektron von einem dieser Metalle an ein anderes Atom oder Molekül bindet.
Die allgemeine Struktur komplexer Ionen ist ein zentral angeordnetes Atom eines Metalls, das von anderen Ionen umgeben und an sie gebunden ist. Zusammen bilden das Metall und die umgebenden Ionen ein einzelnes größeres Stück, das als Molekül bezeichnet wird. Die Gesamtladung des Moleküls ist entweder positiv oder negativ, aber nicht neutral.
Ein übliches Komplexion ist das Sulfation. Dieses Ion besteht aus einem Schwefelatom, das von vier Sauerstoffatomen umgeben ist. Das Schwefelatom fungiert als Metall, nicht weil es glänzend, stark und formbar ist wie gewöhnliche Metalle, sondern weil Schwefel Elektronen an die umgebenden Sauerstoffatome abgibt und es mit einer positiven Ladung zurücklässt. Das Sulfat-Ion trägt eine Ladung von minus zwei, weil es insgesamt zwei Elektronen mehr als Protonen hat, und eine Ladung ist die Definition eines Ions.