อะตอมรวมตัวกันผ่านการให้และการรับอิเล็กตรอนที่มีประจุลบก่อตัวเป็นพันธะไอออนิกหรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกันก่อตัวเป็นพันธะโควาเลนต์ โดยทั่วไปแล้วพันธะไอออนิกจะเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะในขณะที่พันธะโควาเลนต์จะเกิดขึ้นระหว่างโลหะที่ไม่ใช่โลหะเท่านั้น หมายเลขออกซิเดชันของอะตอมแสดงถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับการยอมรับจากหรือใช้ร่วมกับอะตอมอื่นและจะเป็นบวกเมื่อสูญเสียหรืออิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันและลบเมื่อได้รับหรือแบ่งปันอิเล็กตรอนของอะตอมอื่น
แต่เดิมออกซิเดชันหมายถึงการรวมกับออกซิเจน กระบวนการตรงกันข้ามการกำจัดออกซิเจนเป็นที่รู้จักกันในชื่อการลด ตัวอย่างเช่นเมื่อแคลเซียมรวมกับออกซิเจนออกซิเจนจะกำจัดอิเล็กตรอนสองตัวออกจากแคลเซียมโดยรับประจุ -2 ออกจากแคลเซียมโดยมีประจุเป็น +2 พันธะไอออนิกได้ก่อตัวขึ้น แคลเซียมได้รับการออกซิไดซ์และออกซิเจนลดลงทำให้พวกเขามีจำนวนออกซิเดชันของ +2 และ -2 ตามลำดับ พันธะของโควาเลนต์ยังเกี่ยวข้องกับการออกซิเดชั่นและการลดลง: เพื่อสร้างน้ำอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมรวมกับอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมแต่ละอะตอมจะมีอิเล็กตรอนร่วมกัน หมายเลขออกซิเดชันของอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมแต่ละ +1 และออกซิเจนอะตอม -2
ออกซิเดชันไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับออกซิเจน วันนี้การออกซิเดชั่นหมายถึงการสูญเสียอิเล็กตรอนและการลดลงการได้รับอิเล็กตรอน ตามกฎแล้วองค์ประกอบทางมุมซ้ายล่างของตารางธาตุมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนได้มากที่สุดในขณะที่องค์ประกอบที่อยู่มุมขวาด้านบนมีแนวโน้มที่จะได้รับอิเล็กตรอนมากที่สุด ออกซิเจนมีแนวโน้มที่แข็งแกร่งในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากองค์ประกอบอื่น ๆ ดังนั้นจึงเป็นสารออกซิไดซ์ อย่างไรก็ตามองค์ประกอบอื่น ๆ ยังสามารถออกซิไดซ์ ยกตัวอย่างเช่นฟลูออรีนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่า
หมายเลขออกซิเดชันของออกซิเจนมักจะ -2 แต่หลายองค์ประกอบสามารถมีหมายเลขออกซิเดชันได้มากกว่าหนึ่ง สำหรับเหล็กสามารถเป็น +2 หรือ +3 ในขณะที่ไฮโดรเจนนั้นคือ +1 เมื่อรวมกับโลหะที่ไม่ใช่โลหะเช่นเดียวกับในน้ำ (H 2 O) แต่ -1 เมื่อรวมกับโลหะเช่นในโซเดียมไฮไดรด์ (Na + H - ) ซึ่งจะรับอิเล็กตรอน หมายเลขออกซิเดชันของไนโตรเจนอาจแตกต่างกันตั้งแต่ -3 ถึง +5 หมายเลขออกซิเดชั่นของไอออนในสารประกอบไอออนิกนั้นเทียบเท่ากับประจุของไอออนในขณะที่จำนวนอะตอมในสารประกอบเพิ่มขึ้นเป็นศูนย์เสมอ
องค์ประกอบสามารถรวมกันเพื่อสร้างไอออนที่มีหมายเลขออกซิเดชันโดยรวม ตัวอย่างเช่นอะตอมของซัลเฟอร์สามารถรวมกับอะตอมของออกซิเจนสี่อะตอมเพื่อสร้างกลุ่มซัลเฟต (SO 4 2- ) ที่มีหมายเลขออกซิเดชันของ -2 แอมโมเนียซึ่งเป็นสารประกอบของไนโตรเจนและไฮโดรเจนด้วยสูตร NH 3 สามารถรวมกับอะตอมไฮโดรเจนเพิ่มเติมเพื่อสร้างกลุ่มแอมโมเนียม NH 4 + พร้อมหมายเลขออกซิเดชันของ +1 มันจะทำตัวเหมือนโลหะและก่อให้เกิดสารประกอบไอออนิกเช่นแอมโมเนียมซัลเฟต ((NH 4 + ) 2 SO 4 2- ) ซึ่งกลุ่มแอมโมเนียมสองกลุ่มรวมตัวกับกลุ่มซัลเฟตหนึ่งกลุ่ม
