Les nombres d’oxydation peuvent être utilisés pour prédire avec quoi un élément se liera en fonction de sa capacité à gagner ou à perdre des électrons. Les éléments à forte électronégativité, tels que le fluor, l'oxygène et le chlore, ont une forte tendance à attirer les électrons et se lieront donc à des éléments à faible électronégativité, tels que les métaux. À l’inverse, les éléments à faible électronégativité, comme le sodium, le potassium et le calcium, ont une forte tendance à donner des électrons et se lieront donc à des éléments à forte électronégativité.

En considérant les nombres d’oxydation de deux éléments, nous pouvons prédire le type de liaison qui se formera entre eux. Si la différence entre les nombres d’oxydation est grande, une liaison ionique se formera. En effet, l’élément avec le nombre d’oxydation le plus élevé donnera des électrons à l’élément avec le nombre d’oxydation le plus faible, entraînant la formation d’ions positifs et négatifs.

Par exemple, lorsque le sodium (indice d’oxydation +1) réagit avec le chlore (indice d’oxydation -1), une liaison ionique se forme car la différence des indices d’oxydation est grande (2). Le sodium donne un électron au chlore, entraînant la formation d'ions Na+ et Cl-.

Si la différence entre les nombres d’oxydation est faible, une liaison covalente se formera. En effet, les éléments partageront des électrons afin d’obtenir une configuration électronique stable.

Par exemple, lorsque l'hydrogène (indice d'oxydation +1) réagit avec l'oxygène (indice d'oxydation -2), une liaison covalente se forme car la différence entre les indices d'oxydation est faible (1). L'hydrogène et l'oxygène partagent deux électrons afin d'obtenir une configuration électronique stable.

En comprenant les nombres d’oxydation des éléments, nous pouvons faire des prédictions sur les types de liaisons qui se formeront entre eux. Ces informations peuvent être utilisées pour concevoir et créer de nouveaux matériaux dotés des propriétés souhaitées.