什麼是多原子離子？
多原子離子是由兩個或多個原子鍵結在一起、帶有淨電荷，並在化合物中作為單一單位的原子團。常見的例子有氫氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、磷酸根（PO₄³⁻）和銨離子（NH₄⁺）。大多數多原子離子帶負電，而且許多含有氧。
帶電的原子團
在多原子離子內部，原子以共價鍵結合在一起，這與把水分子結合在一起的鍵是同一種類型。整個原子團的電子比質子多或少，所以帶有淨電荷。電荷屬於整個離子，而不是某一個原子，這就是為什麼它寫在完整化學式的右上角，如 SO₄²⁻。由單一原子構成的離子，如 Na⁺ 和 Cl⁻，稱為單原子離子。
在化合物中，多原子離子的行為就像單一離子。在硝酸鈉 NaNO₃ 中，鈉離子（Na⁺）和硝酸根離子（NO₃⁻）形成離子化合物，當這種鹽溶於水時，每個硝酸根離子仍然保持為一個整體。
常見的多原子離子及其電荷
帶 −1 電荷的離子包括氫氧根（OH⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、亞硝酸根（NO₂⁻）、碳酸氫根（HCO₃⁻）、乙酸根（CH₃COO⁻）、過錳酸根（MnO₄⁻）、氰根（CN⁻）、氯酸根（ClO₃⁻）和過氯酸根（ClO₄⁻）。
帶 −2 電荷的離子包括碳酸根（CO₃²⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）、亞硫酸根（SO₃²⁻）、鉻酸根（CrO₄²⁻）、重鉻酸根（Cr₂O₇²⁻）和過氧根（O₂²⁻）。磷酸根（PO₄³⁻）是最常見的 −3 離子。你最常遇到的兩種陽離子是銨離子（NH₄⁺）和水合氫離子（H₃O⁺），兩者都是 +1。
請注意，氫氧根、氰根和過氧根的英文名稱雖然都以 -ide 結尾（hydroxide、cyanide、peroxide），卻含有不只一個原子。大多數 -ide 的名稱屬於單原子離子，例如氯離子（chloride，Cl⁻）和氧離子（oxide，O²⁻），所以這幾個值得當作例外記下來。
-ate 與 -ite 的規律
許多多原子離子是含氧陰離子：由一種元素與氧結合而成。當一種元素形成兩種電荷相同的這類離子時，氧原子較多的那個英文名稱以 -ate 結尾（中文稱「某酸根」），氧原子少一個的則以 -ite 結尾（中文稱「亞某酸根」）。硝酸根是 NO₃⁻，亞硝酸根是 NO₂⁻；硫酸根是 SO₄²⁻，亞硫酸根是 SO₃²⁻。電荷維持不變，只有氧原子的數目改變。
氯形成一個含四種離子的系列，因此多了兩個字首。Per-（過）表示比 -ate 離子多一個氧，hypo-（次）表示比 -ite 離子少一個氧：過氯酸根（ClO₄⁻）、氯酸根（ClO₃⁻）、亞氯酸根（ClO₂⁻）和次氯酸根（ClO⁻），次氯酸根就是家用漂白水中的離子。溴和碘也遵循同樣的規律，例如溴酸根（BrO₃⁻）、碘酸根（IO₃⁻）和過碘酸根（IO₄⁻）。
加上氫
在帶負電的多原子離子上加一個氫離子（H⁺），會形成電荷少一個負號的新離子。碳酸根（CO₃²⁻）變成碳酸氫根（HCO₃⁻），硫酸根（SO₄²⁻）變成硫酸氫根（HSO₄⁻）。磷酸根可以加一個或兩個：PO₄³⁻ 變成磷酸氫根（HPO₄²⁻），再變成磷酸二氫根（H₂PO₄⁻）。
小蘇打是碳酸氫鈉 NaHCO₃：一個 Na⁺ 平衡一個 HCO₃⁻。
用多原子離子書寫化學式
要寫出離子化合物的化學式，把離子組合起來使總電荷為零，並把陽離子寫在前面。需要不只一個多原子離子時，把它放在括號中，並在後面寫上數字。千萬不要改變離子內部的下標，因為那會變成另一種離子。
氫氧化鈉：Na⁺ 和 OH⁻ 以 1:1 平衡，所以化學式是 NaOH。硝酸鈣：Ca²⁺ 需要兩個 NO₃⁻，所以是 Ca(NO₃)₂。硫酸銨：兩個 NH₄⁺ 平衡一個 SO₄²⁻，得到 (NH₄)₂SO₄。硫酸鋁：兩個 Al³⁺（共 +6）平衡三個 SO₄²⁻（共 −6），得到 Al₂(SO₄)₃。
命名化合物時，先說陰離子，再說陽離子（中文為「某酸某」的形式）。CaCO₃ 是碳酸鈣，是粉筆和石灰岩中的主要化合物，KMnO₄ 是過錳酸鉀。
重點
- 多原子離子是以共價鍵結合、帶有淨電荷並作為單一單位的原子團。
- 大多數帶負電，例如硝酸根（NO₃⁻）、硫酸根（SO₄²⁻）和磷酸根（PO₄³⁻）；銨離子（NH₄⁺）是最常見的帶正電的多原子離子。
- -ate 離子比對應的 -ite 離子多一個氧原子，兩者的電荷相同。
- 加上 H⁺ 會使電荷少一個負號：CO₃²⁻ 變成 HCO₃⁻。
- 當化學式需要不只一個多原子離子時，使用括號，如 Ca(NO₃)₂。
自我檢測
三道關於這堂課的小測驗。
1. 硝酸根離子的化學式是什麼？
顯示答案
NO₃⁻ — 硝酸根有一個氮原子和三個氧原子，帶 −1 電荷；NO₂⁻ 是亞硝酸根。2. 在碳酸根 CO₃²⁻ 上加 H⁺，會形成什麼離子？
顯示答案
HCO₃⁻ — 加上 H⁺ 會使電荷少一個負號，所以碳酸根變成碳酸氫根 HCO₃⁻。3. 硝酸鈣正確的化學式是什麼？