Các nhà nghiên cứu vẫn chưa mô tả đầy đủ sự hòa tan của ion hydroni trong nước, một phần vì có nhiều ý nghĩa khác nhau của sự hòa tan tồn tại. Một nghiên cứu suy giảm điểm đóng băng đã xác định rằng ion hydrat trong nước lạnh xấp xỉ H
3O+
(H
2O)
6[5], mỗi ion hydroni được hòa tan bởi 6 phân tử nước không thể hòa tan các phân tử chất tan khác.

Một số cấu trúc hydrat hóa khá lớn: H
3O+
(H
2O)
20 kỳ diệu cấu trúc số ion (gọi tắt là kỳ diệu vì sự ổn định tăng của nó đối với các cấu trúc hydrat hóa liên quan đến một số so sánh của các phân tử nước với - đây là một cách sử dụng tương tự của sự kỳ diệu từ như trong vật lý hạt nhân) có thể đặt hydroni bên trong một quanh khối lồng.[6] Tuy nhiên, các mô phỏng động lực học phân tử phương pháp ab initio gần đây đã chỉ ra rằng, trung bình, proton ngậm nước nằm trên bề mặt của cụm H
3O+
(H
2O)
20.[7] Hơn nữa, một số tính năng khác nhau của các mô phỏng này đồng ý với các đối tác thử nghiệm của họ cho thấy một cách giải thích khác về kết quả thử nghiệm.

Một tính toán năm 2007 của các enthalpies và năng lượng miễn phí của các trái phiếu khác nhau hydro xung quanh catốt hydroni trong nước proton hóa lỏng[8] ở nhiệt độ phòng và một nghiên cứu của các proton hopping cơ chế sử dụng động lực học phân tử cho thấy rằng các ion hydro trái phiếu Chính phủ xung quanh ion hydroni (được hình thành với ba phối tử nước trong lớp vỏ hòa tan đầu tiên của hydroni) khá mạnh so với các khối nước.