Uno ione è un atomo non neutro o un insieme di atomi che funzionano come un’unità. Se lo ione possiede un deficit di elettroni, è un “catione”, ma se ha un surplus di elettroni, è un “anione”. Quando l’ossigeno fa parte del catione, è un’ossicazione, ad esempio uranile (UO2)+2. In alternativa, se gli atomi di ossigeno fanno parte dell’anione, è un ossianione, come nel nitrato (-NO3)-1. Raramente, entrambi gli ioni sono ossigenati, avendo sia un’ossicazione che un ossianione. Uno degli esempi più noti è il nitrato di uranile (UO2)(NO3)2.
Esistono numerose varietà di ossianione. Tra questi ci sono il solfato (SO4)-2, l’acetato (CH3COO)-1 e il tellurito (TeO3)-2. Altri tipi di ossianione includono perclorato (ClO4)-1, fosfato (PO4)-3 e nitrato (NO3)-1.
Un ossianione può essere solitamente scritto come un acido corrispondente da cui è derivato. In questo caso abbiamo acido solforico, acetico, telluroso, perclorico e nitrico. La rimozione dell’acqua da questi acidi dà le anidridi: anidride solforosa, anidride acetica, biossido di tellurio, eptossido di cloro, anidride fosforica e anidride azotata. In particolare, gli ossianioni inorganici sono spesso costituiti da ossigeno più un non metallo, come zolfo, azoto o fosforo; possono però essere costituiti anche da un metallo e da ossigeno.
Due specie di ossianioni contenenti metalli sono il dicromato e il permanganato. Il dicromato di potassio (K2Cr2O7) è spesso usato nelle reazioni chimiche organiche come agente ossidante; il permanganato di potassio (KMnO4) è un ossidante ancora più potente. Quando combinato con acido solforico, produce la sostanza esplosiva anidride dell’acido permanganico, o eptossido di manganese (Mn2O7), secondo l’equazione di reazione 2 KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + Mn2O7 + H2O. Contrariamente alla natura del permanganato, alcuni composti di ossianioni non agiscono affatto come ossidanti. Ciò è dovuto a una serie di fattori, tra cui l’elettronegatività, la dimensione degli ioni, la configurazione elettronica e la stabilizzazione della risonanza.
La configurazione elettronica che consente la formazione di ossianioni richiede la presenza di d-shell orbitali di elettroni espandibili, che consentono livelli di valenza atomica più elevati. Sebbene tre degli alogeni, vale a dire cloro, bromo e iodio, abbiano tali involucri e possano formare anche anioni altamente ossigenati, il fluoro no. Può formare un solo acido ossigenato, acido ipofluoro, e quello è così instabile che esplode facilmente. Un ulteriore fattore che contribuisce sia alla formazione che alla stabilità di un ossianione è la simmetria della risonanza ionica. Una delle strutture di ossianioni più stabili, il solfato può essere disegnata come una delle sei possibili strutture di risonanza equivalenti, diffondendo in effetti la carica negativa su un’ampia superficie esterna.