En polyatomisk ion er en ladet gruppe af to eller flere atomer, der er bundet sammen. Atomerne deler elektroner kovalent, men gruppen som helhed har en nettoladning. Den opfører sig som en enkelt enhed i kemiske reaktioner. Sulfationen, SO42-, er en polyatomisk ion. Det samme gælder ammoniumionen, NH4+.

Atomerne i en polyatomisk ion forbliver sammen. De dissocierer ikke i opløsning. Når natriumsulfat opløses i vand, adskilles det i Na+ og SO4 2-. Sulfationerne forbliver intakte. Bindingerne mellem svovl og ilt er kovalente. Ladningen kommer fra et overskud eller en mangel på elektroner i gruppen.

Almindelige polyatomiske ioner

• Nitrat: NO3-.
• Sulfat: SO4 2-.
• Karbonat: CO3 2-.
• Fosfat: PO4 3-.
• Ammonium: NH4+.
• Hydroxid: OH-.

Navngivning følger mønstre. Ioner, der ender på -at, har mere ilt. Ioner, der ender på -it, har mindre ilt. Nitrat er NO3-. Nitrit er NO2-. Præfikserne per- og hypo- angiver flere eller færre iltatomer. Chlorat er ClO3-. Perchlorat er ClO4-. Hypochlorit er ClO-. Det er vigtigt at lære de almindelige polyatomiske ioner i kemi. De forekommer i syrer, baser, salte og buffere. De bestemmer opløselighed, reaktivitet og biologisk funktion. Karbonatbuffersystemet holder blodets pH-værdi stabil. Fosfat-rygraden holder DNA sammen. Polyatomiske ioner er små, men de er overalt.