■ Une espèce chimique est une collection d'entités microscopiques toutes identiques entre elles. Ainsi, l'eau est une espèce chimique, car elle est composée de molécules, de formule H₂O, toutes identiques entre elles.
À l'échelle microscopique, les atomes sont composés en leur centre d'un noyau, porteur d'une charge électrique de signe positif, et en leur périphérie, d'un cortège électronique. Chaque électron, noté e^-, est porteur d'une charge électrique de signe négatif.
La charge électrique d'un proton et celle d'un électron sont de signes opposés mais ont la même valeur absolue. La charge d'un proton, appelée la charge élémentaire vaut 1,602×10^-19 C.

■ Un ion est une entité microscopique formée après qu'un atome a perdu ou a gagné un ou plusieurs électrons. Dans le cas d'un gain d'électron(s), l'ion formé est de charge négative, il s'agit d'un anion. En cas de perte d'électron(s), l'ion formé est de charge positive, c'est un cation.
Ex. : formation de l'ion cuivre : Cu → Cu²⁺ + 2 e^-
Formation de l'anion chlorure : C𝓁₂ + 2 e^- → 2 C𝓁^-.

■ Une réaction chimique est un modèle de la transformation observée au cours de l'expérience. Elle est transcrite sous la forme d'une équation. Les espèces chimiques initialement présentes et qui se transforment sont appelées les réactifs. Ils sont écrits à gauche de la flèche dans la réaction. Les espèces chimiques qui se forment sont appelées les produits, ils sont écrits à droite de la flèche.
Dans les deux équations des exemples précédents, le coefficient 2 en rouge est un coefficient stoechiométrique. Il indique que deux électrons sont produits à chaque fois qu'un atome de cuivre est consommé et qu'un cation cuivre est produit. Ces coefficients mesurent les proportions selon lesquelles les réactifs et les produits sont engagés dans la transformation.

■Dans une molécule, les atomes sont liés entre eux deux à deux par un doublet liant, aussi appelé une liaison covalente, formé par la mise en commun de deux électrons entre les deux atomes.

■ Un milieu acide est un milieu dont le pH est inférieur à 7 et il est caractérisé par une forte teneur en ions hydrogène, de formule H⁺.

Parmi toutes les transformations chimiques qu'il est possible d'observer, certaines peuvent être expliquées à l'aide d'un modèle simple : les réactions d'oxydation et de réduction. C'est le cas par exemple de la formation de la rouille. Dans ce modèle, la transformation entre deux réactifs est interprétée comme un échange d'électrons. Un des réactifs libère un ou plusieurs électrons, l'autre réactif les capte.

On appelle espèce réductrice ou réducteur une espèce chimique capable de libérer un ou plusieurs électrons.
On appelle espèce oxydante ou oxydant une espèce chimique capable de capter un ou plusieurs électrons.
Ex. : Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-. L'atome de cuivre s'est transformé en cation cuivre et, ce faisant, a libéré deux électrons. Le cuivre métallique est une espèce réductrice.
C𝓁₂(g) + 2 e^- → 2 C𝓁^-(aq). Le dichlore a capté 2 électrons, et ce faisant s'est transformé en ions chlorure. Le dichlore est une espèce oxydante.
L'équation de la capture d'électrons (respectivement la libération) par une espèce oxydante (respectivement réductrice) est appellée une demi-équation électronique.

Dans les deux exemples précédents, Cu libère deux électrons et se transforme en Cu²⁺. À ce titre, Cu est une espèce réductrice. L'ion Cu²⁺ formé est quant à lui une espèce oxydante. Ces deux espèces forment à elles deux le couple oxydant-réducteur (Cu²⁺ / Cu).
De même, les espèces C𝓁₂ et C𝓁^-, respectivement oxydante et réductrice, forment à elles deux le couple oxydant-réducteur (C𝓁₂ / C𝓁^-).

Les réactions d'oxydo-réduction s'opèrent par échange d'électrons entre deux espèces. Ces réactions ont lieu à condition que soient mises en présence deux espèces : l'une donne des électrons, l'autre les capte. Donc une réaction d'oxydo-réduction ne peut donc avoir lieu qu'en présence d'un oxydant et d'un réducteur. Ex. : le zinc Zn est réducteur, les ions cuivre Cu²⁺ sont oxydants. Ces deux espèces appartiennent aux couples oxydant-réducteur (Zn²⁺ / Zn) et (Cu²⁺ / Cu).
Lorsqu'on plonge une plaque de zinc dans une solution contenant des ions cuivre, il se produit une réaction dont l'équation est :
Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s).

Cette équation se retrouve à l'aide de la demi-équation électronique de chacun des deux couples :
Pour le couple (Cu²⁺ / Cu), la demi-équation électronique est Cu²⁺ + 2e^- = Cu.
Pour le couple (Zn²⁺ / Zn), la demi-équation électronique est Zn²⁺ + 2e^- = Zn.
Or le réactif plongé dans l'expérience est Zn(s), il faut le placer à gauche de l'écriture, donc il faut écrire la demi-équation électronique dans l'autre sens, soit : Zn(s) = Zn²⁺ + 2e^-. Considérons finalement les deux demi-équations électroniques ensemble:

La dernière équation indique que deux électrons sont consommés, mais aussi que deux électrons sont produits. Ces deux effets se compensent, on peut alors rayer les électrons de part et d'autre et finalement : Il faut noter que la dernière équation est équilibrée en termes de conservation des éléments chimiques, en termes de conservation de charge électrique, qu'elle fait apparaître les états physiques des constituants et qu'elle est écrite avec une flèche, car elle modélise bien la transformation observée. Les demi-équations électroniques, en tant qu'étapes du raisonnement dans le modèle, ne correspondent pas à une réalité observée dans l'expérience, elles sont écrites avec le signe =.

Dans cet exemple, les ions cuivre captent des électrons, ils subissent une réduction. Le zinc libère des électrons, il subit une oxydation. L'ensemble forme donc bien une réaction d'oxydo-réduction.