XIXの原子と分子の構造に関する知識のレベル世紀は、原子が他の粒子と特定の数の結合を形成する理由を説明することを許可しませんでした。しかし、科学者のアイデアは時代を先取りしており、原子価はまだ化学の基本原理の1つとして研究されています。
卓越した19世紀の英国の化学者エドワードフランクランドは、原子同士の相互作用のプロセスを説明するために、科学的な用途で「接続」という用語を導入しました。科学者は、いくつかの化学元素が同じ数の他の原子と化合物を形成することに注意しました。たとえば、窒素はアンモニア分子の3つの水素原子に結合します。
1852年5月、フランクランドは推測した原子が他の微小粒子と形成できる化学結合の数が特定されていること。フランクランドは「力をつなぐ」という言葉を使って、後に原子価と呼ばれるものを説明しました。イギリスの化学者は、19世紀半ばに知られている個々の元素の原子を形成する化学結合の数を確立しました。フランクランドの研究は、現代の構造化学に重要な貢献をしました。
ドイツの化学者F.A.ケクレは1857年に炭素が四塩基であることを証明した。最も単純な化合物であるメタンでは、4つの水素原子との結合が生じます。科学者が厳密に定義された数の他の粒子を付着させる要素の特性を示すために使用された「塩基性」という用語。ロシアでは、物質の構造に関するデータはA. M.ブトレロフ（1861）によって体系化されました。化学結合の理論は、元素の特性の周期的変化の研究を通じてさらに発展しました。著者は別の著名なロシアの化学者、D.I。メンデレーエフです。彼は、化合物および他の特性における化学元素の原子価は、周期系でそれらが占める位置に起因することを証明しました。
分子を視覚化する能力は一つのことです原子価理論の疑いのない利点の。最初のモデルは1860年代に登場し、1864年以降は化学式が内側にある円である構造式が使用されています。化学結合は原子の記号の間にダッシュで示され、これらの線の数は原子価の値と等しくなります。同じ年に、最初のボールロッドモデルが作成されました（左の写真を参照）。 1866年に、ケクレは四面体の形の炭素原子の立体化学図を提案しました。これは彼の教科書Organic Chemistryに含まれています。
化学元素の価数と発生G.ルイスはつながりを研究し、電子の発見後の1923年に彼の作品を発表しました。原子の殻の一部であるいわゆる負に帯電した小さな粒子。彼の本では、ルイスは価電子を表示するために化学元素記号の4つの辺の周りにドットを適用しました。
定期的なシステムを作成する前に、原子価化合物の化学元素を既知の原子と比較するのが慣習でした。水素と酸素が基準として選択されました。別の化学元素は、特定の数のHおよびO原子を引き寄せるか、または置き換えました。
このようにして、1価の水素を含む化合物の特性が決定されました（2番目の元素の原子価はローマ数字で示されます）。
K酸化物2O、CO、N2ああ3SiO2、WITH3 酸素と金属の原子価は、結合したO原子の数を2倍にして決定され、K（I）、C（II）、N（III）、Si（IV）、S（VI）の値が得られました。
一般的な電子対が関与する化学結合の形成パターンがあります。
化合物の式による化学元素の価数の決定は、次のアルゴリズムを使用して実行されます。
水素と酸素の価数は異なります。たとえば、化合物Hの硫黄2Sは二価であり、式SO3 -六価。炭素は酸素と一酸化炭素と二酸化炭素を形成する2。最初の化合物では、価数CはIIで、2番目の化合物ではIVです。メタンCHで同じ値4.
ほとんどの要素は一定ではありませんが、可変原子価、例えば、リン、窒素、硫黄。この現象の主な原因の探索は、化学結合の理論、電子の原子価殻に関するアイデア、分子軌道の出現につながりました。同じ性質の異なる値の存在は、原子と分子の構造の観点から説明されてきました。
すべての原子は正の原子核で構成されています、負に帯電した電子に囲まれています。それらが形成する外殻は未完成です。完成した構造は最も安定しており、8個の電子（オクテット）が含まれています。共有電子対による化学結合の出現は、エネルギー的に好ましい原子の状態につながります。
接続を形成するためのルールはどちらのプロセスが簡単かによって、電子を受け入れるか、不対電子を返すことによってシェルを完成させます。原子が化学結合を形成するための対を持たない負の粒子を提供する場合、それは不対電子を持っているのと同じ数の結合を形成します。現代の概念によれば、化学元素の原子の原子価は、特定の数の共有結合を形成する能力です。たとえば、硫化水素分子ではH2S硫黄は原子価II（-）を取得します。各原子は2つの電子対の形成に関与します。 「-」記号は、より電気陰性度の高い元素への電子対の引力を示します。電気陰性度の低い値の場合は、原子価値に「+」を追加します。
ドナー-アクセプターメカニズムでは、ある元素の電子対と別の元素の自由原子価軌道がプロセスに関与します。
炭素と酸素の例を使用して、化学元素の原子価が物質の構造にどのように依存するかを考えてみましょう。周期表は、炭素原子の主な特徴のアイデアを提供します：
一酸化炭素の炭素原子が2つを形成する場合接続すると、6つの負の粒子のみが使用されます。オクテットを取得するには、ペアが4つの外部負の粒子を形成する必要があります。炭素の原子価は、二酸化物ではIV（+）、メタンではIV（-）です。
酸素序数-8、原子価シェルは6つの電子で構成され、そのうちの2つはペアを形成せず、化学結合や他の原子との相互作用に関与します。典型的な酸素原子価はII（-）です。
多くの場合、使用する方が便利です「酸化状態」の概念。これは原子の電荷の名前であり、すべての結合電子が電気陰性度（EO）の値が高い元素に移動した場合に取得されます。単体の酸化数はゼロです。記号「-」はEO元素以上の酸化状態に追加され、記号「+」は電気陰性度の低い状態に追加されます。たとえば、主要なサブグループの金属の場合、「+」記号が付いたグループ番号に等しい酸化状態とイオン電荷が一般的です。ほとんどの場合、同じ化合物の原子の原子価と酸化状態は数値的に同じです。より多くの電気陰性原子と相互作用する場合にのみ、酸化状態は正であり、EOがより低い元素は負です。 「原子価」の概念は、分子構造の物質にのみ適用されることがよくあります。
