Oxidationsnumret för ett element anger den hypotetiska laddningen för en atom i en förening. Det är hypotetiskt eftersom elementen inte nödvändigtvis är joniska i samband med en förening. När antalet elektroner som är associerade med en atom ändras, ändras dess oxidationsnummer också. När ett element tappar en elektron ökar dess oxidationsnummer.
Oxidationsregler
När ett element tappar en elektron blir dess oxidationsnummer alltid mer positivt. Den exakta konfigurationen av oxidationsnummer i en förening specificeras av en serie regler för oxidationsnummer. Dessa regler beskriver fördelningen av oxidationsnummer inom en förening och beskriver de typiska oxidationsnumren för vissa element. Om du blir bekant med dessa regler kan du kanske förstå och förutsäga vilken reaktant som kommer att oxideras.
Flera oxidationsnummer
Vissa element har många möjliga oxidationsnummer. Om du vet vilka element dessa är, kan du förutsäga vad som kommer att hända med deras oxidationsnummer i en reaktion. Till exempel kan järn ha oxidationstal som sträcker sig från -2 till +6. De vanligaste oxidationsnumren för järn är +2 och +3. För att skilja vilken av dessa som finns i en förening skriver forskare oxidationstillståndet i romerska siffror i föreningens namn. Om järnet tappar elektroner i reaktionen kommer dess oxidationstillstånd att förändras. Detta är fallet när järn rostar. Fast järn oxideras till järn (II) av syreatomer. Därefter tappar järnatomerna (II) elektroner när de reagerar med vätejoner och syre. Denna reaktion bildar järn (III) joner, som kan fortsätta bilda järn (III) hydroxid och järn (III) oxid.
Oxiderande medel
När en förening tappar elektroner måste något tvinga den att göra det. Detta kallas oxidationsmedel. När järn till exempel rostar är syre ett oxidationsmedel. Syret tar emot de elektroner som järnet förlorar. Elektronerna som går förlorade i en reaktion måste vinna någon annanstans för att balansera den elektriska potentialen. I sin tur förändras också syrgasets oxidationsnummer.
Oxidation och reduktion
Reaktioner där ett element oxideras involverar typiskt en motsvarande reduktion i ett annat element. Reduktion sker när ett element får elektroner; i detta fall sänks dess oxidationsnummer. Till exempel, när järn rostar, kan syre bete sig som ett oxidationsmedel. När syret får elektroner ändras det från ett oxidationsnummer på noll till ett oxidationsnummer på negativt två.