В организме взрослого человека содержание катионов натрия составляет около 100 г, катионов калия — 140 г, при этом в сутки с пищей поступает катионов натрия 8-12 г, а калия 2—6 г. Натрий и калий — элементы группы 1А. Атомы элементов этой группы имеют во внешнем слое один электрон на s-подуровне (11Na : 3s1; 19К : 4s1), который они стремятся отдать в соединениях партнеру, образуя устойчивые симметричные монокатионы с электронной конфигурацией ближайшего благородного газа. При движении сверху вниз в группе 1А возрастают радиусы атомов элементов и уменьшается энергия их ионизации. В соответствии с этой закономерностью возрастают восстановительная этих элементов и основность их гидроксидов при движении сверху вниз по группе. Резко отрицательные значения стандартных восстановительных потенциалов для металлов 1А группы также свидетельствуют об их сильных восстановительных свойствах, причем настолько сильных, что в любых водных средах устойчивы только катионы этих элементов. Поэтому с медико-биологических позиций нас интересуют прежде всего свойства катионов Nа+ и К+ в водных средах.
Концентрация ионов К+ внутри клетки примерно в 35 раз выше, чем вне ее, а концентрация ионов Na+ во внеклеточной жидкости в 15 раз больше, чем внутри клетки. Для осуществления многих важных биологических процессов необходимо постоянно поддерживать такое неравномерное распределение этих ионов, на что требуется затрата энергии, так как перенос ионов через мембрану должен происходить против градиента их концентраций. Это реализуется с калий-натриевого насоса, который за счет энергии гидролиза одной молекулы АТФ выводит три катиона Nа+ из клетки, а два катиона К+ посылает внутрь клетки. Вследствие дисбаланса переносимых электрических зарядов внутренняя поверхность мембраны заряжается отрицательно, а внешняя — положительно.