Gli atomi si uniscono ai legami chimici condividendo gli elettroni. Questo si basa su quanti elettroni un dato elemento ha riempiendo le sue nuvole di elettroni. Tuttavia, molti elettroni nella nuvola di elettroni più esterni disponibili per la condivisione sono equivalenti al numero di valenza.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
L'idrogeno e tutti gli altri elementi del primo gruppo della tavola del periodo hanno valenza uno.
Elettroni di valenza
Gli elettroni di valenza sono gli elettroni nel più alto livello di energia disponibile per il legame chimico. In un legame covalente, questi elettroni di valenza sono disponibili per essere condivisi con un altro atomo per riempire i livelli di energia disponibili. Questo livello più esterno ha otto potenziali elettroni, ma quando tutti gli otto elettroni sono presenti, la sostanza chimica risultante è un gas nobile e inerte. Gli atomi con meno di otto elettroni nei loro gusci più esterni si legheranno ad altri atomi per condividere abbastanza elettroni per farne otto. Ad esempio, un atomo di fluoro con sette elettroni di valenza vuole condividere un elettrone da un altro atomo per produrre otto elettroni di valenza.
Valenza dell'idrogeno
L'idrogeno è un atomo unico, perché ha solo due punti nel suo livello di elettroni più esterno. L'elio ha due elettroni e presenta le proprietà di un gas nobile. Il numero di valenza dell'idrogeno è uno, perché ha un solo elettrone di valenza e ha bisogno di un solo elettrone condiviso per riempire i suoi livelli di energia. Ciò significa che può legarsi a molti elementi. Ad esempio, quattro atomi di idrogeno possono legarsi con un atomo di carbonio, che ha quattro elettroni di valenza, per formare metano. Allo stesso modo, tre atomi di idrogeno possono legarsi con un atomo di azoto, che ha cinque elettroni di valenza, per formare ammoniaca.
Altri composti di idrogeno
Poiché l'idrogeno può condividere un elettrone o perdere un elettrone per avere un guscio esterno pieno o vuoto, può anche formare legami ionici. L'idrogeno può dare il suo elettrone solitario a una sostanza chimica come il fluoro o il cloro che hanno sette elettroni nei loro gusci più esterni. Allo stesso modo, poiché l'idrogeno ha proprietà sia del gruppo uno che del gruppo sette sulla tavola periodica, può legarsi con se stesso per formare molecole di idrogeno. L'idrogeno può anche perdere il suo elettrone di valenza in soluzione per creare uno ione idrogeno positivo, che è ciò che provoca l'acidità in soluzione.
Valenza di altri atomi
L'idrogeno e tutti gli altri atomi del primo gruppo della tavola periodica (compresi litio, sodio e potassio) hanno valenza uno. Gli atomi del gruppo due (inclusi berillio, magnesio, calcio, stronzio e bario) hanno valenza due. Gli atomi con più di due elettroni di valenza possono avere più di una valenza, ma la loro valenza massima è solitamente lo stesso numero dei loro elettroni di valenza.
I gruppi da tre a 12 (gli elementi di transizione, inclusa la maggior parte dei metalli) hanno valenze variabili tra uno e sette. Gli atomi del gruppo 13 (inclusi boro e alluminio) hanno una valenza massima di tre. Gli atomi del gruppo 14 (inclusi carbonio, silicio e germanio) hanno una valenza massima di quattro. Gli atomi del gruppo 15 (inclusi azoto, fosforo e arsenico) hanno una valenza massima di cinque. Gli atomi del gruppo 16 (inclusi ossigeno, zolfo e selenio) hanno una valenza massima di sei. Gli atomi del gruppo 17 (inclusi fluoro, cloro e bromo) hanno una valenza massima di sette. Gli atomi del gruppo 18, i gas nobili (inclusi neon e argon), hanno otto elettroni di valenza, ma poiché non condividono quasi mai questi elettroni, si dice che abbiano una valenza zero.