I numeri di ossidazione possono essere utilizzati per prevedere a cosa si legherà un elemento in base alla sua capacità di acquisire o perdere elettroni. Gli elementi con elevata elettronegatività, come il fluoro, l'ossigeno e il cloro, hanno una forte tendenza ad attrarre gli elettroni e quindi si legheranno con elementi che hanno una bassa elettronegatività, come i metalli. Al contrario, gli elementi con bassa elettronegatività, come sodio, potassio e calcio, hanno una forte tendenza a donare elettroni e quindi si legheranno con elementi ad alta elettronegatività.

Considerando i numeri di ossidazione di due elementi possiamo prevedere il tipo di legame che si formerà tra loro. Se la differenza nei numeri di ossidazione è grande, si formerà un legame ionico. Questo perché l'elemento con il numero di ossidazione più alto donerà elettroni all'elemento con il numero di ossidazione più basso, determinando la formazione di ioni positivi e negativi.

Ad esempio, quando il sodio (numero di ossidazione +1) reagisce con il cloro (numero di ossidazione -1), si forma un legame ionico perché la differenza nei numeri di ossidazione è grande (2). Il sodio dona un elettrone al cloro, determinando la formazione di ioni Na+ e Cl-.

Se la differenza nei numeri di ossidazione è piccola si formerà un legame covalente. Questo perché gli elementi condivideranno gli elettroni per ottenere una configurazione elettronica stabile.

Ad esempio, quando l'idrogeno (numero di ossidazione +1) reagisce con l'ossigeno (numero di ossidazione -2), si forma un legame covalente perché la differenza nei numeri di ossidazione è piccola (1). L'idrogeno e l'ossigeno condividono due elettroni per ottenere una configurazione elettronica stabile.

Comprendendo i numeri di ossidazione degli elementi, possiamo fare previsioni sui tipi di legami che si formeranno tra di loro. Queste informazioni possono essere utilizzate per progettare e creare nuovi materiali con le proprietà desiderate.