氧化可以定義為失去電子的傾向。具有從其他原子取得電子傾向的物質叫做氧化劑,因而它能促進其他原子的氧化(或失去電子)。物質失去電子而被氧化,氧化數(shù)升高了;而氧化劑得到電子后,氧化數(shù)就降低了。周期中最右邊的非金屬,它們有相對較高的電離勢、電子親合勢和電負性,當它們與其他物質相化合時傾向于起氧化劑的作用。
還原可以定義為獲得電子的傾向;還原劑向另一原子付出電子因而使另一原子被還原。當一個原子被還原(得到電子)時,它的氧化數(shù)降低了;即還原劑在失去了電子后,氧化數(shù)升高了,而本身波氧化了。當還原劑進行化學反應時付出了電子而使它的氧化升高了。在周期開始處的金屬具有最強的還原作用,它們的電離勢、電子親合勢和電負性都是低的。一般來說,當我們沿著周期前進時,元素依次有漸低的還原強度,而在族中自上而下還原強度依次增大。例如,在所有元素中鈁(Fr)是最強的還原劑和氟是最強的氧化劑。
氧化和還原作用總是在同時發(fā)生的,因為如果有一個原子得到了電子(還原作用),必定有一種原子失去了電子(氧化作用)。包括氧化和還原的反應叫做氧化還原反應。