Jabarkan Solvasi dari Hidronium

Para peneliti belum sepenuhnya mengkarakterisasi solvasi dari ion hidronium dalam air, sebagian karena banyak pengertian yang berbeda dari solvasi yang hadir. Sebuah studi penurunan titik beku menentukan bahwa hidrasi rata-rata ion dalam air dingin kira-kira : rata-rata, setiap ion hidronium tersolvasi dalam 6 molekul air yang tidak dapat mensolvasi molekul terlarut lainnya.

Beberapa struktur hidrasi cukup besar: struktur jumlah ion ajaib  (disebut ajaib karena stabilitasnya yang meningkat sehubungan dengan struktur hidrasi yang melibatkan sejumlah sebanding molekul air - hal ini adalah penggunaan yang sama dari kata ajaib seperti dalam fisika nuklir) mungkin menempatkan hidronium dalam sebuah kurungan dodekahedral. Namun, simulasi dinamika molekuler dengan metode ab initio yang terbaru menunjukkan bahwa, rata-rata, proton terhidrasi berada pada permukaan cluster .  Lebih jauh, beberapa fitur yang berbeda dari simulasi ini sependapat dengan mitra eksperimental mereka yang mengusulkan interpretasi alternatif dari hasil penelitian ini.

Dua struktur yang dikenal lainnya adalah kation Zundel dan kation Eigen. Struktur solvasi Eigen memiliki ion hidronium pada pusat kompleks  di mana hidronium terikat-hidrogen dengan kuat pada tiga molekul air yang berdekatan. Dalam kompleks Zundel  proton dibagi sama rata dengan dua molekul air dalam suatu ikatan hidrogen simetris. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa kedua kompleks ini merupakan struktur yang ideal dalam cacat jaringan ikatan hidrogen yang lebih umum.

Isolasi dari monomer ion hidronium dalam fase cair dicapai dalam larutan superasam berair dengan nukleofilisitas rendah (). Ion tersebut dikarakterisasi dengan resonansi magnet inti .

Sebuah perhitungan tahun 2007 mengenai entalpi dan energi bebas pada beragam ikatan hidrogen di sekitar kation hidronium pada air cairan terprotonasi pada suhu kamar dan sebuah studi mengenai mekanisme lompatan proton menggunakan simulasi dinamika molekul menunjukkan bahwa ikatan hidrogen di sekitar ion hidronium (dibentuk dengan tiga ligan air dalam kulit solvasi pertama hidronium) yang cukup kuat dibandingkan dengan air dalam jumlah besar.

Sebuah model baru diusulkan oleh Stoyanov berdasarkan spektroskopi inframerah di mana proton hadir sebagai suatu ion . Muatan positif karenanya terdelokalisasi di sekeliling 6 molekul air.