Τα πολυατομικά ιόντα είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένες ομάδες ατόμων με θετικό ή αρνητικό φορτίο που προκαλείται από το σχηματισμό ιοντικού δεσμού με άλλο ιόν. Οι ενώσεις που σχηματίζονται από τέτοιους συνδυασμούς ιόντων ονομάζονται πολυατομικές ιοντικές ενώσεις, αλλά το πολυατομικό ιόν συμπεριφέρεται ως μία μονάδα.
Τα πολυατομικά ιόντα και οι ιονικές ενώσεις λαμβάνουν μέρος σε χημικές αντιδράσεις όπως η όξινη βάση, η καταβύθιση και η μετατόπιση όπως ακριβώς τα μεταλλικά ιόντα. Διαλύονται στο νερό, διοχετεύουν ηλεκτρισμό και αποσυντίθενται σε διάλυμα όπως και άλλα ιόντα. Ενώ συμπεριφέρονται εξωτερικά σαν μονοτομικά ιόντα, η εσωτερική τους δομή είναι πιο περίπλοκη λόγω της παρουσίας δύο ή περισσότερων ατόμων στο πολυατομικό ιόν.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ένα πολυατομικό ιόν έχει δύο ή περισσότερα ομοιοπολικά συνδεδεμένα άτομα που δρουν ως ένα μόνο ιόν. Το πολυατομικό ιόν σχηματίζει ιοντικούς δεσμούς με άλλα ιόντα και δρα εξωτερικά ως μονάδα, όπως τα μονοτομικά ιόντα. Οι προκύπτουσες πολυατομικές ιοντικές ενώσεις μπορούν να λάβουν μέρος στους διαφορετικούς τύπους χημικών αντιδράσεων, διαλύοντας και αποσυνθέτοντας στο νερό. Ενώ συμπεριφέρεται ως μία μονάδα εξωτερικά, η εσωτερική δομή ενός πολυατομικού ιόντος είναι πιο περίπλοκη επειδή δύο ή περισσότερα άτομα σχηματίζουν εσωτερικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.
Πολυτομικό Ιονικό Σύνθετο Θειικό Οξύ
Πολλές κοινές χημικές ουσίες είναι πολυατομικές ενώσεις και περιέχουν πολυατομικά ιόντα. Για παράδειγμα, θειικό οξύ, με τον χημικό τύπο Η2ΕΤΣΙ4, περιέχει ιόντα υδρογόνου και το πολυατομικό θειικό ανιόν SO4-2. Το άτομο θείου έχει έξι ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος και τα μοιράζεται ομοιοπολικά με τα άτομα οξυγόνου που έχουν επίσης έξι ηλεκτρόνια στα εξωτερικά τους κελύφη. Τα τέσσερα άτομα οξυγόνου θα πρέπει να έχουν οκτώ ηλεκτρόνια μεταξύ τους, αφήνοντας ένα έλλειμμα δύο. Στο θειικό οξύ, η θειική ρίζα σχηματίζει ιονικούς δεσμούς με τα άτομα υδρογόνου που δίνουν ένα ηλεκτρόνιο το καθένα για να γίνουν ιόντα υδρογόνου, H+. Η ρίζα θειικού άλατος δέχεται τα δύο ηλεκτρόνια για να γίνουν SO4-2.
Πολυτομικό ιόν NH4 + ή αμμώνιο
Τα περισσότερα πολυατομικά ιόντα περιέχουν οξυγόνο και είναι αρνητικά φορτισμένα ανιόντα επειδή τα άτομα οξυγόνου προσελκύουν ηλεκτρόνια. Το αμμώνιο είναι ένα από τα λίγα θετικά φορτισμένα πολυατομικά ιόντα ή κατιόντα και δεν περιέχει οξυγόνο.
Το άζωτο έχει πέντε ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος και έχει χώρο για οκτώ. Όταν μοιράζεται ηλεκτρόνια ομοιοπολικά με τέσσερα άτομα υδρογόνου, τέσσερα ηλεκτρόνια είναι διαθέσιμα από το υδρογόνο ή ένα περισσότερο από ό, τι χρειάζεται. Όταν το αμμώνιο σχηματίζει έναν ιοντικό δεσμό με μια ρίζα υδροξειδίου ΟΗ, το επιπλέον ηλεκτρόνιο μεταφέρεται για να ολοκληρωθεί το εξώτατο κέλυφος του ατόμου οξυγόνου ΟΗ, το οποίο χρειάζεται δύο ηλεκτρόνια αλλά έχει μόνο ένα από το υδρογόνο ΟΗ άτομο. Το ηλεκτρόνιο από το NH4 ρίζα μεταφέρεται στη ρίζα ΟΗ δημιουργώντας ένα ΟΗ- ιόν και ένα NH4+ ιόν.
Αντίδραση δύο πολυατομικών ιοντικών ενώσεων
Όπως οποιοδήποτε οξύ και βάση, τα πολυατομικά ιονικά οξέα και βάσεις αντιδρούν σχηματίζοντας νερό και άλας σε αντίδραση εξουδετέρωσης. Για παράδειγμα, οι παραπάνω δύο πολυατομικές ενώσεις, το θειικό οξύ και το υδροξείδιο του αμμωνίου, θα αντιδράσουν για να σχηματίσουν νερό και θειικό αμμώνιο. Τα πολυατομικά ιόντα παραμένουν μαζί, το καθένα διατηρεί τους ομοιοπολικούς δεσμούς τους, ενώ τα ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου συνδυάζονται σχηματίζοντας νερό.
Η χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα ως εξής:
2ΝΗ4ΟΗ + Η2ΕΤΣΙ4 = (ΝΗ4)2ΕΤΣΙ4 + 2Η2Ο
Το υδροξείδιο του αμμωνίου στο νερό διαχωρίζεται σε ιόντα αμμωνίου και υδροξειδίου. Το θειικό οξύ διαχωρίζεται σε ιόντα υδρογόνου και θειικού οξέος. Σε διάλυμα, τα ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου συνδυάζονται για να σχηματίσουν νερό ενώ τα ιόντα αμμωνίου και θειικού άλατος παραμένουν σε διάλυμα. Εάν το νερό αφαιρεθεί, το θειικό αμμώνιο κρυσταλλώνεται εκτός διαλύματος ως νέα πολυιατομική ιοντική ένωση.