一、氧化还原的概念

（一）元素的氧化数

元素的氧化素是指分子中各原子所表现出来的形式电荷数。确定元素氧化数的原则是：

1．在单质的氧化数为零。

2．在简单离子中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数。例如，Na+中Na的氧化数为+1，S2-中S的氧化数为-2。

3．氧在化合物中的氧化数为-2（过氧化物如H2O2中，氧的氧化数为-1，氢在化合物中的氧化数为+1，（金属氢化物如CaH2中，氢的氧化数为-1）。

4．分子中各元素氧化数的代数和等于零。

在离子化合物中元素的氧化数和它的化合价是一致的；在共价化合物中元素的氧化数与它的共价有所不同。氧化数有正、负之分，而共价则无正、负。元素的化合价只能是整数，而元素的氧化数可是整数彵可是分数。

例1：求Na2S4O6中S的氧化数。

解：设Na2S4O6中S的氧化数为x：

2×1+4x+6×（-2）=0

4x=10

x=+（5/2）

即Na2S4O6中S的氧化数为+（5/2）。

（二）氧化还原的概念

在化学发展的初期，氧化是指物质与氧化合的过程，还原是指物质失去氧的过程。例如，汞与氧化合生成的氧化汞时，汞被氧化生成氧化汞。

2Hg+O2­→2HgO

相反地，当氧化汞加热分解成汞和氧时，氧化汞失去氧被还原成汞。

2HgO→2Hg+O2­

以后氧化还原的概念扩大了，认为物质失去氢的过程也是氧化，与氢结合的过程则是还原。这种去氢氧化（即脱氢氧化），加氢还原的概念，在有机化学和生物化学中应用较为广泛。例如，乙醇脱氢被氧化成乙醛。

丙酮加氢被还原成异丙醇。

然而，这些概念不能应用到没有氢和氧参加的氧化还原反应上，也没有指出氧化还原反应的实质。

现在认为，氧化还原反应的特征是在反应前后某些元素的氧化数有了改变，其实质是物质之间有电子的得失。因此，有些反应虽然没有氧或氢参加，但由于有氧化数的改变，即有电子的得失，所以也是氧化还原反应。例如，锌与铜离子的反应。

Zn+Cu²⁺→Zn²+Cu

反应中，每个锌原子失去两个电子，变为锌离子，氧化数由零升高到+2，锌被氧化是还原剂；每个铜离子接受两个电子，变为铜，氧化数由+2降低到零，铜离子被还原是氧化剂。

Zn-2e^-→Zn²⁺(氧化反应)

Cu²⁺＋2e^-→Cu　(氧化反应)

我们把物质失去电子（元素的氧化数升高）的过程称为氧化；物质得到电子（元素的氧化数降低）的过程称为还原。在任何化学反应中，若有得到电子的物质，必然有失去电子的物质，且得失电子总数相等，因而氧化与还原必定同时发生。