Conjunto de moléculas de água atraídas electrostaticamente por um ião devido à polaridade daquelas. Tais moléculas estão distribuídas regularmente, formando uma camada que envolve o ião. O tipo de ligação é função do raio (r) e da carga do ião (Z). Para igual carga do ião, quanto menor for o raio, maior o número de moléculas atraídas (água de hidratação): Rb⁺ (2 moléculas), K⁺ (2,5 moléculas), Na⁺ (4 moléculas), Li⁺ (6 moléculas). No entanto, o factor essencial é a intensidade da carga eléctrica na superfície externa dos iões, que se pode descrever como o potencial iónico (Z/r). Quando há interação direta entre o ião e as moléculas de água, fala-se de primeira esfera de hidratação .