酸化と還元

化合物を構成している原子の間で、電子のやりとりが生じていることを、概念的にしめすものとして、酸化数というものがつかわれる。酸化数は次のようにしてきめられる。

(1)イオン性の物質の単原子イオンはそのイオン数を酸化数とする。

(2)単体の原子は酸化数を0とする。

(3)構造がわかっている共有結合性の化合物では、共有電子対を共有している原子のうち電気陰性度の大きい原子に全部わりあててから、各原子にのこる電荷によってもとめる。電子対が同一元素の2つの原子によって共有されている場合は、2つの原子に等分する。

(4)構造が不明の化合物を構成している元素の酸化数は、ほかの元素に適当な酸化数をあたえて計算する。フッ素の酸化数は-1、水素の酸化数は+1、酸素の酸化数は-2などを基準にしてきめられる。

酸化数をつかって酸化と還元を表現すると、酸化数が増加することが酸化で、減少するのが還元ということができる。これにより、拡張された酸化と還元をまとめて表現することができる。たとえば単体の水素分子と酸素分子が反応して水ができる反応

2H2+ O2→ 2H2O

では、反応する前はいずれも単体なので酸化数は0、反応後に水素は酸化数が+1に増加しているので酸化、酸素は-2と減少しているので還元されたことになる。