Le concept d'oxydation en chimie est quelque peu déroutant, principalement parce qu'il est antérieur à la compréhension de la structure de l'atome et de la façon dont les réactions chimiques se produisent. Le terme est né lorsque les chimistes analysaient les réactions impliquant l'oxygène, qui était le premier agent oxydant connu.

Pour les chimistes modernes familiarisés avec l'échange d'électrons dans les réactions, l'oxydation fait référence à la perte d'électrons et à la réduction du gain de des électrons. La définition moderne s'applique aux réactions qui impliquent l'oxygène ainsi que celles qui ne le font pas, comme la production de méthane (CH _{4) à partir du carbone et de l'hydrogène. Lorsque vous ajoutez de l'oxygène au méthane pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau, c'est aussi de l'oxydation. L'atome de carbone perd des électrons et son état d'oxydation change tandis que les atomes d'oxygène gagnent des électrons et sont réduits. Ceci est connu comme une réaction redox.}

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

L'état d'oxydation du carbone dans la molécule de méthane est de -4 tandis que celui de l'hydrogène est de + 1.
L'état d'oxydation du carbone dans le méthane

En raison de ses quatre électrons de valence, le carbone peut exister dans une variété d'états d'oxydation, allant de +4 à -4. C'est pourquoi il forme autant de composés, plus que tout autre élément. Pour déterminer son état dans un composé particulier, vous devez généralement regarder les liaisons qu'il forme avec les autres éléments du composé.

L'hydrogène n'a qu'un seul électron de valence, et puisque cet électron est dans sa première coquille, il n'a besoin que d'un seul électron pour remplir la coquille. Cela en fait un attracteur d'électrons avec un état d'oxydation de +1. L'hydrogène peut également perdre un électron et exister dans un état d'oxydation -1 lorsqu'il se combine avec les métaux du groupe 1 pour former des hydrures métalliques, tels que NaH et LiH, mais dans la plupart des cas, comme lorsqu'il se combine avec le carbone, il est toujours dans le + 1 état d'oxydation.

Pour calculer l'état d'oxydation du carbone dans la molécule de méthane, vous traitez chaque liaison carbone-hydrogène comme si elle était ionique. La molécule n'a pas de charge nette, donc la somme de toutes les liaisons carbone-hydrogène doit être 0. Cela signifie que l'atome de carbone donne quatre électrons, ce qui rend son état d'oxydation -4.
L'état d'oxydation du carbone change lorsque vous Brûler du méthane

Lorsque vous combinez du méthane avec de l'oxygène, les produits sont le dioxyde de carbone, l'eau et l'énergie sous forme de chaleur et de lumière. L'équation équilibrée de cette réaction est

CH _{4 + 2 O 2 -> CO 2 + 2 H 2O + énergie}

Le carbone subit un changement spectaculaire de son état d'oxydation dans cette réaction. Alors que son indice d'oxydation dans le méthane est de -4, dans le dioxyde de carbone, il est de +4. En effet, l'oxygène est un accepteur d'électrons qui a toujours un état d'oxydation de -2, et il y a deux atomes d'oxygène pour chaque atome de carbone dans CO _{2. En revanche, l'état d'oxydation de l'hydrogène reste inchangé.}