Un ion polyatomique est un groupe chargé de deux atomes ou plus liés entre eux. Ces atomes partagent des électrons par liaison covalente, mais le groupe dans son ensemble porte une charge nette. Il se comporte comme une seule entité lors des réactions chimiques. L'ion sulfate, SO₄²⁻, est un ion polyatomique. L'ion ammonium, NH₄⁺, l'est également.

Les atomes d'un ion polyatomique restent liés. Ils ne se dissocient pas en solution. Lorsque le sulfate de sodium se dissout dans l'eau, il se dissocie en Na⁺ et SO₄²⁻. L'ion sulfate demeure intact. Les liaisons entre le soufre et l'oxygène sont covalentes. La charge provient d'un excès ou d'un déficit d'électrons dans le groupe.

Ions polyatomiques communs

• Nitrate : NO3-.
• Sulfate : SO4 2-.
• Carbonate : CO3 2-.
• Phosphate : PO4 3-.
• Ammonium : NH4+.
• Hydroxyde : OH-.

La nomenclature des ions suit des règles précises. Les ions se terminant par -ate contiennent plus d'oxygène, tandis que ceux se terminant par -ite en contiennent moins. Le nitrate est NO₃⁻ et le nitrite est NO₂⁻. Les préfixes per- et hypo- indiquent respectivement un plus ou un moins d'atomes d'oxygène. Le chlorate est ClO₃⁻, le perchlorate est ClO₄⁻ et l'hypochlorite est ClO⁻. La connaissance des ions polyatomiques courants est essentielle en chimie. Ils sont présents dans les acides, les bases, les sels et les solutions tampons. Ils déterminent la solubilité, la réactivité et les fonctions biologiques. Le système tampon carbonate maintient le pH sanguin stable. Le squelette phosphate assure la cohésion de l'ADN. Les ions polyatomiques sont petits, mais omniprésents.