研究了这二个反应的实质,发现氧化、还原与电子转移的关系。失去电子的反应是氧化反应,得到电子的反应是还原反应。
氧化还原反应必然同时发生的这一现象自然更深刻地被人们所认识了,因为还原剂失去的电子,必然同时为氧化剂所获得。
对于离子化合物的氧化还原反应来说,电子是完全失去或完全得到的。但是,对于共价化合物来说,在氧化还原反应中,有电子的偏移,但还没有完全的失去或得到,那么用氧化数来表示就更为合理。例如
这个反应的生成物是共价化合物,氢原子的电子没有完全失去,氯原子也没有完全得到电子,只是形成的电子对偏离于氢,偏向于氯罢了。这样,氧化数的升高就是氧化,氧化数的降低就是还原。在氧化还原反应里,总的来说一种元素氧化数升高的数值总是跟另一种元素氧化数降低的数值相等。
氧化剂易于得到电子,具有氧化性。还原剂易于失去电子,具有还原性。所谓氧化性,是指具有氧化别的元素的能力,即夺取电子的能力;还原性是指具有还原别的元素的能力,即失去电子的能力。一般地说,强氧化剂,它的氧化性强,自身易被还原;强还原剂,它的还原性强,自身易被氧化。
金属元素的原子易于失去电子,因此,它具有还原性。越活泼的金属元素的单质,是越强的还原剂,具有越强的还原性。由此可见,元素的金属性的强弱跟它的还原性强弱是一致的。常见金属的活动性顺序,也就是还原性顺序。
许多非金属元素的原子易于得到电子,因此,它们具有氧化性。越活泼的非金属元素的单质,是越强的氧化剂,具有越强的氧化性。由此可见,元素的非金属性的强弱跟它的氧化性强弱是一致的。
由于元素的金属性、非金属性的强弱分别跟元素的还原性、氧化性强弱相对应,因此,元素周期表反映元素金属性、非金属性变化规律的同时,也反映出元素还原性、氧化性的变化规律。