חמצון וחיזור.

שלב 1 מתוך 4

לאבד אלקטרונים

בסצנה תא חשמלי פשוט: רצועת אבץ בתמיסה של יוני אבץ, רצועת נחושת בתמיסה של יוני נחושת, תיל ביניהן ומד באמצע. בזמן שהתא עובד, רצועת האבץ נאכלת לאט, ונחושת חדשה מצטברת על רצועת הנחושת.

מה שקורה לאבץ הוא חמצון. פעם המילה פירושה „התחברות לחמצן”, אבל היום ההגדרה רחבה יותר: חמצון הוא איבוד אלקטרונים. ההפך, קבלת אלקטרונים, נקרא חיזור.

שלב 2 מתוך 4

לאן הולכים האלקטרונים

ברצועת הנחושת יוני $\mathrm{Cu^{2+}}$⁠ מהתמיסה הופכים לאטומי נחושת: $\mathrm{Cu^{2+}} + 2e^- \rightarrow \mathrm{Cu}$⁠. הם מתחזרים. כדי שזה יקרה, מישהו צריך לספק להם אלקטרונים. הצגת יונים ואלקטרונים תחשוף את היונים ואת האלקטרונים; נחשו קודם לאן האלקטרונים זורמים.

שלב 3 מתוך 4

דרגות חמצון

כדי לזהות חמצון וחיזור גם בתרכובות, נותנים לכל אטום דרגת חמצון: המטען שהיה לו אילו כל הקשרים שלו היו יוניים. הכללים העיקריים:

1. ביסוד, כמו $\mathrm{Zn}$⁠ או $\mathrm{O_2}$⁠, דרגת החמצון 0.
2. ביון של אטום אחד, כמו $\mathrm{Zn^{2+}}$⁠, היא המטען שלו.
3. לחמצן בתרכובות −2 כמעט תמיד, ולמימן +1.
4. סכום דרגות החמצון שווה למטען הכולל של המולקולה או של היון.

חמצון הוא עלייה בדרגת החמצון, וחיזור הוא ירידה בה.

שלב 4 מתוך 4

תמיד יחד

אלקטרונים לא נוצרים ולא נעלמים. לכן כל חמצון בא עם חיזור, ומספר האלקטרונים שחומר אחד מאבד שווה בדיוק למספר שחומר אחר מקבל. החומר שמוסר אלקטרונים, ומתחמצן, נקרא מחזר; החומר שמקבל אותם, ומתחזר, נקרא מחמצן. בתא שבסצנה האבץ הוא המחזר ויוני הנחושת הם המחמצן.