Los iones con carga opuesta tienen una energía potencial de atracción; los iones con carga similar tienen una energía potencial de repulsión (o “desestabilización”). En el cristal, los iones de sodio y cloruro se empaquetan de una manera que minimiza la energía total, y lo logran colocando iones de cloruro entre iones de sodio, el empaquetamiento exacto se determina esencialmente por el tamaño relativo, de modo que se minimiza la energía potencial.
Cuando los cristales se disuelven en agua, los iones están rodeados por moléculas de agua, y la carga iónica polariza el agua y por lo tanto atrae el agua hacia ellos. Otras capas de moléculas de agua también reciben cierta disminución de la energía a través de la polarización. Conceptualmente, es similar a cuando un artículo cargado electrostáticamente (por ejemplo, una varilla de plástico cargada por fricción) recoge polvo o pequeños trozos de papel. Aunque los iones se separan más entre sí, hay una disminución compensatoria de la energía potencial porque hay una energía atractiva para las moléculas de agua. (La compensación no tiene que ser total. Si disuelve el nitrato de potasio en el agua, hay una disminución significativa de la temperatura. Aquí, la energía de solvatación no compensa la pérdida de energía potencial cristalina, pero la contribución entrópica hace los iones se disuelven)
Estrictamente hablando, no existe un enlace iónico formal, sino que los componentes se organizan para minimizar la energía libre del sistema. Cuando se elimina el agua, los iones vuelven a empacar en su estado de energía más bajo en el cristal. El NaCl es inusual porque a menudo los iones llevarán un poco de agua (llamado agua de cristalización). Si cristaliza carbonato de sodio o sulfato de sodio del agua, cada par de iones lleva consigo diez moléculas de agua. Parte del agua puede ser expulsada fácilmente por el calor; el resto con más dificultad con más calor. La forma anhidra de sulfato de sodio atraerá e incorporará algo de agua de varias fuentes, y es un buen agente de secado para soluciones orgánicas.
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