まず第一に、それらは実際には恣意的ではありません。

しかし、方程式のバランスに関する重要な点は、次のとおりです。種ごとの電子の総数を追跡できます。これは明確に定義された値です。 。たとえば、1つの過マンガン酸塩（$ \ ce {MnO4-} $）の場合、25 + 4 * 8 + 1の電子があり、1つの$ \ ce {Mn（II）} $の場合、23の電子があり、1つの水に対して10の電子があります。 、1つの$ \ ce {H +} $に対して0個の電子があります。したがって、この半方程式では、左側に5つの電子が必要です。

$$ \ ce {8H + + MnO4- + 5e- -> Mn（II）+ 4H2O} $$

または、ここでは、すべてのH原子が+、すべての酸素が-2であり、一貫性を保つために、$ \ ce {MnO4-} $のMnは+7であると仮定できます。すべてが同じであり、すべての変化は+7から+2になり、差が5電子であるMnによるものであるため、HとOを却下できます。

これも次のように行うことができます：Oはどこでも-4なので、$ \ ce {H2O} $のHは+2で、左側は+1でした。彼らは8つの電子を寄付しました。 $ \ ce {MnO4-} $のMnは+15で、右側は+2です。これは、13個の電子を受け入れたことを意味します。また、違いは5電子です。

結論：一貫性がすべてです。すべての種のすべての元素がこの種の電荷に合計される場合、それらの形式電荷が何であれ、それは機能します-これは総電子数を追跡するための単なる別の方法だからです。したがって、ほとんどの場合、Oは-2、Hは+1のように、それらのほとんどを一定に扱う方がよいでしょう。

物事を追跡する方法はいくつかあります。酸化数は1つ、形式電荷はもう1つです。

酸化数を使用すると、分子またはイオン内の電子は、結合内のより電気陰性度の高い原子に割り当てられます。したがって、$ \ ce {H2O} $では、酸素が最も電気陰性度が高いため、水素の酸化数は$ + 1 $（電子を「失った」）であり、酸素は$ -2 $（2つの電子を「獲得」した）です。このスキームを一貫した方法で使用すると、方程式のバランスを非常にうまくとることができます。

一方、形式的な電荷がより重要な場合があります。このスキームでは、常に電子を任意の結合で分割します。したがって、水中ではすべての原子の形式電荷はゼロです。

これらの2つのスキームは、次のように考えることができます。酸化数は、すべての結合が事実上完全にイオン性であり、電子がより多くの電気陰性原子。正式な電荷は、すべての結合が共有であり、結合内の電子が等しく共有されているふりをします。

もちろん、どちらも完全に正しいわけではありませんが、どちらも「電子会計」スキームとして使用できます。