Atome verbinden sich durch chemische Bindungen, indem sie Elektronen teilen. Dies basiert darauf, wie viele Elektronen ein bestimmtes Element hat, das seine Elektronenwolken füllt. Wie viele Elektronen es in der äußersten Elektronenwolke gibt, die zum Teilen zur Verfügung stehen, entspricht der Valenzzahl.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Wasserstoff und alle anderen Elemente der ersten Gruppe des Periodensystems haben die Wertigkeit eins.
Valenzelektronen
Valenzelektronen sind die Elektronen im höchsten Energieniveau, die für chemische Bindungen verfügbar sind. In einer kovalenten Bindung stehen diese Valenzelektronen zur Verfügung, um sie mit einem anderen Atom zu teilen, um die verfügbaren Energieniveaus zu füllen. Diese äußerste Ebene hat acht potentielle Elektronen, aber wenn alle acht Elektronen vorhanden sind, ist die resultierende Chemikalie ein inertes Edelgas. Atome mit weniger als acht Elektronen in ihrer äußersten Schale werden sich mit anderen Atomen verbinden, um genügend Elektronen zu teilen, um acht zu machen. Zum Beispiel möchte ein Fluoratom mit sieben Valenzelektronen ein Elektron von einem anderen Atom teilen, um acht Valenzelektronen zu bilden.
Wertigkeit von Wasserstoff
Wasserstoff ist ein einzigartiges Atom, weil es in seiner äußersten Elektronenebene nur zwei Punkte hat. Helium hat zwei Elektronen und weist die Eigenschaften eines Edelgases auf. Die Valenzzahl von Wasserstoff ist eins, weil er nur ein Valenzelektron hat und nur ein gemeinsames Elektron benötigt, um seine Energieniveaus zu füllen. Dies bedeutet, dass es sich mit vielen Elementen verbinden kann. Beispielsweise können sich vier Wasserstoffatome mit einem Kohlenstoffatom mit vier Valenzelektronen zu Methan verbinden. In ähnlicher Weise können sich drei Wasserstoffatome mit einem Stickstoffatom, das fünf Valenzelektronen hat, verbinden, um Ammoniak zu bilden.
Andere Wasserstoffverbindungen
Da Wasserstoff entweder ein Elektron teilen oder ein Elektron verlieren kann, um eine volle oder leere äußere Hülle zu haben, kann er auch Ionenbindungen bilden. Wasserstoff kann sein einsames Elektron an eine Chemikalie wie Fluor oder Chlor abgeben, die in ihrer äußersten Schale sieben Elektronen hat. Da Wasserstoff sowohl Eigenschaften der ersten als auch der siebenten Gruppe des Periodensystems hat, kann er sich mit sich selbst verbinden, um Wasserstoffmoleküle zu bilden. Wasserstoff kann auch sein Valenzelektron in Lösung verlieren, um ein positives Wasserstoffion zu bilden, das in Lösung Säure verursacht.
Wertigkeit anderer Atome
Wasserstoff und alle anderen Atome der ersten Gruppe des Periodensystems (einschließlich Lithium, Natrium und Kalium) haben die Wertigkeit eins. Atome der Gruppe zwei (einschließlich Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium) haben eine Wertigkeit von zwei. Atome mit mehr als zwei Valenzelektronen können mehr als eine Valenz haben, aber ihre maximale Valenz entspricht normalerweise der Anzahl ihrer Valenzelektronen.
Die Gruppen drei bis 12 (die Übergangselemente, einschließlich der meisten Metalle) haben unterschiedliche Wertigkeiten zwischen eins und sieben. Atome der Gruppe 13 (einschließlich Bor und Aluminium) haben eine maximale Wertigkeit von drei. Atome der Gruppe 14 (einschließlich Kohlenstoff, Silizium und Germanium) haben eine maximale Wertigkeit von vier. Atome der Gruppe 15 (einschließlich Stickstoff, Phosphor und Arsen) haben eine maximale Wertigkeit von fünf. Atome der Gruppe 16 (einschließlich Sauerstoff, Schwefel und Selen) haben eine maximale Wertigkeit von sechs. Atome der Gruppe 17 (einschließlich Fluor, Chlor und Brom) haben eine maximale Wertigkeit von sieben. Atome der Gruppe 18, die Edelgase (einschließlich Neon und Argon), haben acht Valenzelektronen, aber weil sie diese Elektronen fast nie teilen, wird ihnen die Valenz Null genannt.