溶劑化是自然科學中普遍存在的現象。在宏觀層面上，通過熱力學和化學反應動力學可以很好地理解1?,?2。在原子水平上，溶劑化的主要步驟是溶劑的單個分子或原子與溶質的分子或離子的吸引和結合1。然而，這些步驟從未被實時觀察到。在這里，我們立即在液氦納米液滴的表面產生單個鈉離子3?,?4，并測量連續附著到離子上的溶劑原子的數量作為時間的函數。我們發現前五個氦原子的結合動力學可以通過泊松過程很好地描述，結合率為每皮秒 2.0 個原子。該速率與溶劑化過程的時間相關密度泛函理論模擬一致。此外，我們的測量能夠估計從鈉離子周圍區域去除的能量作為時間的函數，表明總溶劑化能量的一半在四皮秒后消散。我們的實驗方法為離子溶劑化理論模型的基準測試和陽離子-分子復合物形成的時間分辨測量提供了可能性。