由于发生将离子转变为新的离子物质或沉淀的水解反应，金属阳离子的水化学相当复杂。当其溶解于纯水溶液中时，阳离子Mz 被周围的水分子溶剂化。对于过渡金属离子，在从水分子的充满3d1的成键轨道向过渡金属的空d轨道会出现电荷转移。这种相互作用造成氢上的部分正电荷增加，使得配位水分子酸性变得更强。根据电荷转移的规模，建立如下的水解平衡：
上述平衡显示了非络合水介质中三种类型的配体：水合离子、羟基、和氧桥配体。水解度取决于几个因素，包括电荷密度和金属电负性，水合络合物的配位数，反应溶液的PH。例如，在相似条件下，低价阳离子（z<4）倾向于生成水合水，羟基或水合羟基络合物，而高价阳离子（z>5）形成氧桥或氧桥羟基络合物。取决于溶液的pH，四价金属能形成任何可能的络合物。
