什么是多原子离子？
多原子离子是由两个或更多原子键合在一起、带有总电荷、并在化合物中作为一个整体起作用的原子团。常见的例子有氢氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、磷酸根（PO₄³⁻）和铵根（NH₄⁺）。大多数多原子离子带负电，许多含有氧。
带电的原子团
在多原子离子内部，原子由共价键结合在一起，这与把水分子结合在一起的键是同一种类型。整个原子团的电子数多于或少于质子数，所以带有净电荷。电荷属于整个离子，而不是某一个原子，因此它写在完整化学式的右上角，如 SO₄²⁻。由单个原子构成的离子，如 Na⁺ 和 Cl⁻，称为单原子离子。
在化合物中，多原子离子的行为就像单个离子。在硝酸钠 NaNO₃ 中，钠离子（Na⁺）和硝酸根离子（NO₃⁻）形成离子化合物，当这种盐溶于水时，每个硝酸根离子仍然作为一个整体保持在一起。
常见的多原子离子及其电荷
带−1电荷的离子包括氢氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、亚硝酸根（NO₂⁻）、碳酸氢根（HCO₃⁻）、乙酸根（CH₃COO⁻）、高锰酸根（MnO₄⁻）、氰根（CN⁻）、氯酸根（ClO₃⁻）和高氯酸根（ClO₄⁻）。
带−2电荷的离子包括碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、亚硫酸根（SO₃²⁻）、铬酸根（CrO₄²⁻）、重铬酸根（Cr₂O₇²⁻）和过氧根（O₂²⁻）。磷酸根（PO₄³⁻）是最常见的−3价离子。你最常遇到的两种阳离子是铵根（NH₄⁺）和水合氢离子（H₃O⁺），两者都是+1价。
请注意，氢氧根、氰根和过氧根的英文名称（hydroxide、cyanide、peroxide）虽然含有不止一个原子，却以 -ide 结尾。大多数 -ide 名称属于单原子离子，如 chloride（Cl⁻）和 oxide（O²⁻），所以这几个值得作为例外来记住。
-ate 与 -ite 的规律
许多多原子离子是含氧酸根：由一种元素与氧结合而成。当一种元素形成两种电荷相同的这类离子时，氧原子较多的一种英文名称以 -ate 结尾（中文为“……酸根”），少一个氧原子的一种以 -ite 结尾（中文为“亚……酸根”）。硝酸根是 NO₃⁻，亚硝酸根是 NO₂⁻；硫酸根是 SO₄²⁻，亚硫酸根是 SO₃²⁻。电荷保持不变，只是氧原子数不同。
氯形成一个由四种离子组成的系列，这就多了两个前缀。per-（中文为“高”）表示比 -ate 离子多一个氧，hypo-（中文为“次”）表示比 -ite 离子少一个氧：高氯酸根（ClO₄⁻）、氯酸根（ClO₃⁻）、亚氯酸根（ClO₂⁻）和次氯酸根（ClO⁻），次氯酸根就是家用漂白剂中的离子。溴和碘遵循同样的规律，如溴酸根（BrO₃⁻）、碘酸根（IO₃⁻）和高碘酸根（IO₄⁻）。
加上氢
给带负电的多原子离子加上一个氢离子（H⁺），会得到一种新离子，其电荷的负值减少一个单位。碳酸根（CO₃²⁻）变成碳酸氢根（HCO₃⁻），硫酸根（SO₄²⁻）变成硫酸氢根（HSO₄⁻）。磷酸根可以加一个或两个：PO₄³⁻ 变成磷酸氢根（HPO₄²⁻），再变成磷酸二氢根（H₂PO₄⁻）。
小苏打是碳酸氢钠 NaHCO₃：一个 Na⁺ 与一个 HCO₃⁻ 平衡。
用多原子离子书写化学式
要写离子化合物的化学式，就把离子组合起来使总电荷为零，并先写阳离子。当需要不止一个多原子离子时，把它放在括号中，并在后面写上数字。永远不要改动离子内部的下标，因为那会变成另一种离子。
氢氧化钠：Na⁺ 和 OH⁻ 以1:1平衡，所以化学式是 NaOH。硝酸钙：Ca²⁺ 需要两个 NO₃⁻，所以是 Ca(NO₃)₂。硫酸铵：两个 NH₄⁺ 平衡一个 SO₄²⁻，得到 (NH₄)₂SO₄。硫酸铝：两个 Al³⁺（共+6）平衡三个 SO₄²⁻（共−6），得到 Al₂(SO₄)₃。
给化合物命名时，先读阴离子再读阳离子（中文习惯，如“碳酸钙”；英文则先读阳离子再读阴离子）。CaCO₃ 是碳酸钙，是粉笔和石灰石中的主要化合物，KMnO₄ 是高锰酸钾。
要点
- 多原子离子是由共价键结合的原子团，带有总电荷，并作为一个整体起作用。
- 大多数带负电，如硝酸根（NO₃⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）和磷酸根（PO₄³⁻）；铵根（NH₄⁺）是最常见的阳离子。
- -ate 离子比对应的 -ite 离子多一个氧原子，两者的电荷相同。
- 加上 H⁺ 使电荷的负值减少一个单位：CO₃²⁻ 变成 HCO₃⁻。
- 当化学式需要不止一个多原子离子时要用括号，如 Ca(NO₃)₂。
自我检测
关于本课的三道小测验题。
1. 硝酸根离子的化学式是什么？
显示答案
NO₃⁻ — 硝酸根有一个氮原子和三个氧原子，带−1电荷；NO₂⁻ 是亚硝酸根。2. 给碳酸根 CO₃²⁻ 加上 H⁺，会形成什么离子？
显示答案
HCO₃⁻ — 加上 H⁺ 使电荷的负值减少一个单位，所以碳酸根变成碳酸氢根 HCO₃⁻。3. 硝酸钙的正确化学式是什么？