结构生物化学/氧化态
金属，尤其是过渡金属，有许多种氧化态。给定氧化态的稳定性是去除价电子所需的电离能与金属阳离子被溶剂或配体原子包围所获得的溶剂化或配位能之间的比较。氧化还原反应，也称为氧化还原反应，参与了广泛的重要自然过程。例如，铁的生锈、呼吸过程以及某些食物的褐变。氧化还原反应也用于电池的操作。
氧化是指失去电子，还原是指获得电子。分子中的每个原子都被分配一个氧化数或氧化态。此外，二元离子化合物中每个元素的氧化数等于离子电荷。共价化合物中每个元素的氧化数并不明显，因为原子没有完整的电荷。[物质和变化的分子性质]。
氧化态是根据几个不同的规则分配给金属的。这些分配的数字有助于描述和确定氧化还原反应和氧化还原方程式的平衡。重要的是要记住，氧化态并不代表化合物的电荷，而是用于平衡反应。一些金属具有固定的氧化态，而另一些金属，如铁，则可能具有多种氧化态！[1]
目前的“氧化态”概念是由 W. M. Latimer 在 1938 年提出的。氧化本身最早由安托万·拉瓦锡研究，他认为氧化总是与氧气的反应结果，因此得名。尽管拉瓦锡的观点已被证明是错误的，但他提出的名称仍在使用，尽管使用范围更广。氧化态是门捷列夫用来推导出现代元素周期表的智力“垫脚石”之一。
为了确定化学反应是否为氧化还原反应，我们必须查看反应中所有元素的所有氧化数（氧化态）。为此，在分配氧化数时有一套规则要遵循。
- 元素以其纯净/元素形式存在，其氧化态始终为零。
- 单原子离子具有等于离子电荷的氧化态。例如，K+ 的氧化数为 +1，S^2- 的氧化数为 -2。
- 请记住，碱金属离子始终具有 +1 的电荷，这意味着所有 1A 族金属始终具有 +1 的氧化数。相同的规则适用于 2A 族具有 +2 的态和铝具有 +3 的氧化数。
- 非金属通常具有负的氧化数，但也有例外
- 氧在离子化合物和分子化合物中通常具有 -2 的氧化数。但是，过氧化物 O2^2- 中的化合物使每个氧的氧化态为 -1。
- 氢与非金属键合时具有 +1 的电荷，与金属键合时具有 -1 的电荷。
- 氟在所有化合物中的氧化态为 -1。
- 中性化合物中所有氧化数之和必须为零。多原子离子的氧化数之和必须等于电荷数。
例如，考虑以下反应：锌金属加入强酸
Zn(s) + 2H+(aq) -> Zn2+(aq) + H2(g) 锌金属的氧化态 = 0。H+ 的氧化态 = +1。Zn2+ 的氧化态 = +2。H2 的氧化态 = 0。总和等于零，因为存在 2 个 H+ 离子。
Gary Mieesler；Donald A. Tarr；无机化学第 3 版，2004 年。
Theodore L. Brown；H. Eugene Lemay, Jr.；Bruce E. Bursten；Catherin J. Murphy；化学：中心科学第 11 版，2009 年。