元素の酸化数は、化合物内の原子の仮想電荷を示します。 化合物の文脈では、元素は必ずしもイオン性であるとは限らないため、これは仮説です。 原子に関連する電子の数が変わると、その酸化数も変わります。 元素が電子を失うと、その酸化数が増加します。
酸化規則
元素が電子を失うと、その酸化数は常に正になります。 化合物の酸化数の正確な構成は、一連の酸化数の規則によって指定されます。 これらの規則は、化合物内の酸化数の分布を説明し、いくつかの元素の典型的な酸化数の概要を示しています。 これらの規則に精通していれば、どの反応物が酸化するかを理解して予測できる可能性があります。
複数の酸化数
いくつかの元素は多くの可能な酸化数を持っています。 これらがどの元素であるかがわかっている場合は、反応でそれらの酸化数がどうなるかを予測できます。 たとえば、鉄の酸化数は-2から+6の範囲です。 鉄の最も一般的な酸化数は+2と+3です。 これらのどれが化合物に存在するかを区別するために、科学者は化合物名にローマ数字で酸化状態を書きます。 反応では、鉄が電子を失うと、その酸化状態が変化します。 これは鉄が錆びる場合です。 固体の鉄は酸素原子によって酸化されて鉄（II）になります。 次に、鉄（II）原子は、水素イオンおよび酸素と反応するときに電子を失います。 この反応は鉄（III）イオンを形成し、それが続いて鉄（III）水酸化物と鉄（III）酸化物を形成する可能性があります。
酸化剤
化合物が電子を失うとき、何かがそうするようにそれを強制しているに違いありません。 これは酸化剤と呼ばれます。 たとえば、鉄が錆びるとき、酸素は酸化剤です。 酸素は鉄が失う電子を受け取ります。 反応で失われる電子は、電位のバランスをとるためにどこか別の場所で獲得する必要があります。 次に、酸素の酸化数も変化します。
酸化と還元
元素が酸化される反応は、通常、別の元素の対応する還元を伴いました。 還元は、元素が電子を獲得したときに起こります。 この場合、その酸化数は低下します。 たとえば、鉄が錆びると、酸素が酸化剤として作用する可能性があります。 酸素が電子を獲得すると、酸化数がゼロから負の2に変化します。