Et polyatomisk ion er en ladet gruppe av to eller flere atomer bundet sammen. Atomene deler elektroner kovalent, men gruppen som helhet har en nettoladning. Den oppfører seg som en enkelt enhet i kjemiske reaksjoner. Sulfationen, SO4 2-, er et polyatomisk ion. Det samme gjelder ammoniumionet, NH4+.

Atomene i et polyatomisk ion holder seg sammen. De dissosierer ikke i løsning. Når natriumsulfat løses opp i vann, separeres det til Na+ og SO4 2-. Sulfat-ionet forblir intakt. Bindingene mellom svovel og oksygen er kovalente. Ladningen kommer fra et overskudd eller en mangel på elektroner i gruppen.

Vanlige polyatomiske ioner

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

Navngivning følger mønstre. Ioner som ender på -at har mer oksygen. Ioner som ender på -itt har mindre oksygen. Nitrat er NO3-. Nitritt er NO2-. Prefiksene per- og hypo- indikerer flere eller færre oksygenatomer. Klorat er ClO3-. Perklorat er ClO4-. Hypokloritt er ClO-. Å lære de vanlige polyatomiske ionene er viktig i kjemi. De forekommer i syrer, baser, salter og buffere. De bestemmer løselighet, reaktivitet og biologisk funksjon. Karbonatbuffersystemet holder blodets pH-verdi stabil. Fosfatryggraden holder DNA sammen. Polyatomiske ioner er små, men de er overalt.