El concepto de oxidación en química es algo confuso, principalmente porque precede a la comprensión de la estructura del átomo y cómo ocurren las reacciones químicas. El término se originó cuando los químicos estaban analizando reacciones que involucran oxígeno, que fue el primer agente oxidante conocido.

Para los químicos modernos familiarizados con el intercambio de electrones en las reacciones, la oxidación se refiere a la pérdida de electrones y la reducción de la ganancia de electrones La definición moderna se aplica tanto a las reacciones que involucran oxígeno como a las que no, como la producción de metano (CH _{4) a partir de carbono e hidrógeno. Cuando agrega oxígeno al metano para producir dióxido de carbono y agua, eso también es oxidación. El átomo de carbono pierde electrones y su estado de oxidación cambia mientras que los átomos de oxígeno ganan electrones y se reducen. Esto se conoce como reacción redox.}

TL; DR (demasiado largo; no se leyó)

El estado de oxidación del carbono en la molécula de metano es -4 mientras que el del hidrógeno es + 1.
El estado de oxidación del carbono en el metano

Debido a sus cuatro electrones de valencia, el carbono puede existir en una variedad de estados de oxidación, que van desde +4 a -4. Es por eso que forma tantos compuestos, más que cualquier otro elemento. Para determinar su estado en un compuesto particular, generalmente debe observar los enlaces que forma con los otros elementos en el compuesto.

El hidrógeno tiene un solo electrón de valencia, y dado que ese electrón está en su primera capa, solo necesita un electrón para llenar el caparazón. Esto lo convierte en un atractor de electrones con un estado de oxidación de +1. El hidrógeno también puede perder un electrón y existir en un estado de oxidación -1 cuando se combina con metales del Grupo 1 para formar hidruros metálicos, como NaH y LiH, pero en la mayoría de los casos, como cuando se combina con carbono, siempre está en el + 1 estado de oxidación.

Para calcular el estado de oxidación del carbono en la molécula de metano, se trata cada enlace carbono-hidrógeno como si fuera iónico. La molécula no tiene carga neta, por lo que la suma de todos los enlaces carbono-hidrógeno tiene que ser 0. Esto significa que el átomo de carbono dona cuatro electrones, lo que hace que su estado de oxidación sea -4.
El estado de oxidación del carbono cambia cuando usted Quemar metano

Cuando combina metano con oxígeno, los productos son dióxido de carbono, agua y energía en forma de calor y luz. La ecuación equilibrada para esta reacción es

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

El carbono sufre una cambio dramático en su estado de oxidación en esta reacción. Mientras que su número de oxidación en metano es -4, en dióxido de carbono, es +4. Esto se debe a que el oxígeno es un aceptor de electrones que siempre tiene un estado de oxidación de -2, y hay dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono en CO _{2. El estado de oxidación del hidrógeno, por otro lado, permanece sin cambios.}