Het oxidatiegetal van een element geeft de hypothetische lading van een atoom in een verbinding aan. Het is hypothetisch omdat, in de context van een verbinding, de elementen niet noodzakelijk ionisch zijn. Wanneer het aantal elektronen dat bij een atoom hoort verandert, verandert ook het oxidatiegetal. Wanneer een element een elektron verliest, neemt het oxidatiegetal toe.
Oxidatie regels
Wanneer een element een elektron verliest, wordt het oxidatiegetal altijd positiever. De exacte configuratie van oxidatiegetallen in een verbinding wordt gespecificeerd door een reeks oxidatiegetalregels. Deze regels beschrijven de verdeling van oxidatiegetallen binnen een verbinding en schetsen de typische oxidatiegetallen voor sommige elementen. Als u bekend raakt met deze regels, kunt u wellicht begrijpen en voorspellen welke reactant zal oxideren.
Meerdere oxidatienummers
Sommige elementen hebben veel mogelijke oxidatiegetallen. Als je weet welke elementen dit zijn, kun je voorspellen wat er bij een reactie met hun oxidatiegetal zal gebeuren. IJzer kan bijvoorbeeld oxidatiegetallen hebben van -2 tot +6. De meest voorkomende oxidatiegetallen voor ijzer zijn +2 en +3. Om te onderscheiden welke van deze stoffen in een verbinding aanwezig is, schrijven wetenschappers de oxidatietoestand in Romeinse cijfers in de naam van de verbinding. Als het ijzer tijdens de reactie elektronen verliest, zal de oxidatietoestand veranderen. Dit is het geval wanneer ijzer roest. Vast ijzer wordt door zuurstofatomen geoxideerd tot ijzer (II). Dan verliezen de ijzer (II) atomen elektronen wanneer ze reageren met waterstofionen en zuurstof. Bij deze reactie worden ijzer(III)-ionen gevormd, die vervolgens ijzer(III)hydroxide en ijzer(III)oxide kunnen vormen.
Oxiderende middelen
Wanneer een verbinding elektronen verliest, moet iets hem daartoe dwingen. Dit wordt het oxidatiemiddel genoemd. Als ijzer bijvoorbeeld roest, is zuurstof een oxidatiemiddel. De zuurstof ontvangt de elektronen die het ijzer verliest. De elektronen die bij een reactie verloren gaan, moeten ergens anders worden gewonnen om de elektrische potentiaal in evenwicht te brengen. Op zijn beurt verandert ook het oxidatiegetal van de zuurstof.
Oxidatie en reductie
Reacties waarbij een element wordt geoxideerd, omvatten typisch een overeenkomstige reductie in een ander element. Reductie vindt plaats wanneer een element elektronen krijgt; in dit geval wordt het oxidatiegetal verlaagd. Wanneer ijzer bijvoorbeeld roest, kan zuurstof zich gedragen als een oxidatiemiddel. Naarmate de zuurstof elektronen krijgt, verandert het van een oxidatiegetal van nul in een oxidatiegetal van negatief twee.