分子イオン

分子イオン（ぶんしイオン、英: molecular ion）または多原子イオン(polyatomic ion) は、共有結合または錯体を作る2つまたはそれより多くの原子から構成されるイオンである。酸塩基化学においては単一の構造として働き、塩(えん)を形成する。かつては、必ずしも電荷を持たず、不対電子を持つラジカルの意味でも用いられていた。

例えば、水酸化物イオンは、1つの酸素原子と1つの水素原子から構成されており、OH^-と表わされ、-1の電荷を持つ。アンモニウムイオンは、1つの窒素原子と4つの水素原子から構成され、NH₄⁺の化学式を持ち、電荷は+1である。

分子イオンは、しばしば中性分子の共役酸または共役塩基と考えられる。例えば、硫酸イオンSO₄^2-は、SO₃+H₂Oに分解されるH₂SO₄に由来する。

命名[編集]

分子イオンの命名には、2つの規則がある。1つ目は、biという接頭辞が付けられると、化学式に水素が1つ加わり、電荷が1増加する。biの代わりにhydrogenという言葉が用いられる場合もある。H⁺とCO₃^2-から構成されるHCO₃^-は、bicarbonateまたはhydrogen carbonateと呼ばれる。

多くの分子イオンは、非金属元素酸化物由来の酸の共役塩基である。例えば、SO₄^2-は、H₂SO₄に由来する。

2つ目の規則は、イオンの酸素原子の数に着目したものである。塩素のオキソアニオンを例にとると、以下のようになる。

酸化数	−1	+1	+3	+5	+7
陰イオン名	塩化物イオン	次亜塩素酸イオン	亜塩素酸イオン	塩素酸イオン	過塩素酸イオン
化学式	${\ce {Cl^-}}$	${\ce {ClO^-}}$	${\ce {ClO2{}^-}}$	${\ce {ClO3{}^-}}$	${\ce {ClO4{}^-}}$
構造

まず、基本となる名前は、-ateという語尾を持つ。1つ酸素が付加されると、perという接頭辞が付けられる。酸素が1つ減ると-ateの語尾が-iteに変わり、もう1つ減ると-iteの語尾はそのままでhypoという接頭辞が付けられる。これら全ての場合において、電荷は影響を受けない。

以上の規則は、全ての分子イオンに適用はできないが、ほとんどの場合（硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、塩素酸イオン）に適用可能である。

分子イオンの例[編集]

以下の表は、分子イオンの例である。

陰イオン
酢酸イオン	${\ce {CH3COO{}^{-}}}$
アセチリド	${\ce {C2{}^{2-}}}$
安息香酸イオン	${\ce {C6H5COO{}^{-}}}$
炭酸水素イオン	${\ce {HCO3{}^{-}}}$
炭酸イオン	${\ce {CO3{}^{2-}}}$
シアン化イオン	${\ce {CN{}^{-}}}$
水酸化物イオン	${\ce {OH{}^{-}}}$
過酸化物イオン	${\ce {O2{}^{2-}}}$
超酸化物イオン	${\ce {O2{}^{-}}}$
硝酸イオン	${\ce {NO3{}^{-}}}$
リン酸イオン	${\ce {PO4{}^{3-}}}$
硫酸イオン	${\ce {SO4{}^{2-}}}$

陽イオン
アンモニウムイオン	${\ce {NH4{}^{+}}}$
ホスホニウムイオン	${\ce {PH4{}^{+}}}$
オキソニウムイオン	${\ce {H3O{}^{+}}}$
フルオロニウムイオン	${\ce {H2F{}^{+}}}$
水銀イオン	${\ce {Hg2{}^{2+}}}$
トロピリウムイオン	${\ce {C7H7{}^{+}}}$