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酸化数(さんかすう)とは、対象原子の電子密度が、単体であるときと比較してどの程度かを知る目安の値である。1938年に米国のウェンデル・ラティマー () が考案した。

酸化とはある原子が電子を失うことであるから、単体であったときより電子密度が低くなっている。

還元とはある原子が電子を得ることであるから、単体であったときより電子密度が高くなっている。

ある原子が酸化状態にある場合、酸化数は正の値をとり、その絶対値が大きいほど電子不足の状態にあることを示す。

逆に還元状態にある場合には負の値をとり、その絶対値が大きいほど電子過剰の状態にあることを示す。

酸化数はローマ数字で記述するのが通例である。

◆ 算出

酸化数は以下のように計算される[外部リンク] IUPAC Gold Book - oxidation state。

#単体の原子の酸化数は 0 である。

#単原子イオンの場合においては、そのイオン価がそのまま酸化数となる。イオン価の分だけ電子を失っている、あるいは得ているからである。

#電気的に中性の化合物においては、構成物質の酸化数の総和は 0 である。

#化合物の中のH原子の酸化数は+1、O原子の酸化数は-2とする(金属元素の水素化化合物のH原子の酸化数は-1、過酸化物中のO原子の酸化数は-1である。)

#多原子分子、多原子イオン中の原子の場合には、ある原子の酸化数は [外部リンク] href="./%E9%9B%BB%E8%8D%B7.wikipedia.html">電荷 + [外部リンク] href="./%E9%9B%BB%E6%B0%97%E9%99%B0%E6%80%A7%E5%BA%A6.wikipedia.html">電気陰性度が大きい原子との結合数 − [外部リンク]その原子よりも電気陰性度が小さい原子との結合数 である。電気陰性度が高い原子と結合している場合には結合相手に電子を奪われていると考え、電気陰性度の低い原子と結合している場合には結合相手より電子を得ていると考えるからである。ある多原子分子や多原子イオンを構成しているすべての原子の酸化数の和はその多原子分子や多原子イオンの持つイオン価と等しい。

炭素の化合物を例に挙げると、以上の定義により、メタン (CH₄)、メタノール (CH₃OH)、ホルムアルデヒド (H₂C=O)、ギ酸 (HC(=O)OH)、二酸化炭素 (CO₂) の炭素の酸化数は、順に、−IV、−II、0、+II、+IV となる。

なお、便宜的に化合物中の水素の酸化数を +I、酸素の酸化数を −II と定義して、酸化数を計算することも行われている。

しかし、水素より電気陰性度の大きい元素は炭素、窒素、酸素、フッ素、硫黄、塩素、セレン、臭素、ヨウ素に限られるので、それ以外の元素の水素化物に水素の酸化数を +I とする定義は適用できない。

また、酸素同士の結合がある過酸化物、酸素より電気陰性度の大きいフッ素との化合物では酸素の酸化数を −II とする定義は適用できない。