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元素の酸化数は、化合物内の原子の仮想電荷を示します。化合物の短所では、元素が必ずしもイオン性であるとは限らない可能性があるため、仮説的です。原子に関連付けられている電子の数が変化すると、その酸化数も変化します。元素が電子を失うと、酸化数が増加します。
酸化規則
元素が電子を失うと、その酸化数は常により正になります。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記述し、一部の元素の典型的な酸化数の概要を示します。これらの規則に慣れれば、どの反応物が酸化するかを理解し、予測できる可能性があります。
複数の酸化番号
一部の元素には、多くの酸化数が考えられます。これらがどの元素であるかが分かれば、反応中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〜+6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、科学者は酸化状態を化合物名のローマ数字で書きます。反応において、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、水素イオンや酸素と反応すると電子を失います。この反応は鉄（III）イオンを形成し、それが続いて水酸化鉄（III）と酸化鉄（III）を形成します。
酸化剤
化合物が電子を失ったとき、何かを強制する必要があります。これは酸化剤と呼ばれます。たとえば、鉄が錆びると、酸素は酸化剤になります。酸素は、鉄が失う電子を受け取ります。反応で失われた電子は、電位のバランスを取るためにどこかで獲得する必要があります。また、酸素の酸化数も変化します。
酸化と還元
要素が酸化される反応は、通常、別の要素の対応する還元を伴いました。要素が電子を獲得すると還元が起こります。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、酸素は酸化剤として振る舞います。酸素が電子を獲得すると、酸素の酸化数がゼロからマイナス2の酸化数に変わります。