原子は、電子を共有することによって化学結合と結合します。 これは、特定の要素がその電子雲を満たしている電子の数に基づいています。 ただし、共有に利用できる最も外側の電子雲にある多くの電子は、価電子数に相当します。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
水素と周期表の最初のグループの他のすべての元素の原子価は1です。
価電子
価電子は、化学結合に利用できる最高のエネルギーレベルの電子です。 共有結合では、これらの価電子を別の原子と共有して、利用可能なエネルギーレベルを満たすことができます。 この最も外側のレベルには8つの潜在的な電子がありますが、8つの電子すべてが存在する場合、結果として生じる化学物質は不活性な希ガスです。 最外殻に8個未満の電子がある原子は、他の原子と結合して、8個を作るのに十分な電子を共有します。 たとえば、7つの価電子を持つフッ素原子は、別の原子から1つの電子を共有して、8つの価電子を作成したいと考えています。
水素の原子価
水素は、その最も外側の電子レベルに2つのスポットしかないため、ユニークな原子です。 ヘリウムには2つの電子があり、希ガスの特性を示します。 水素の価電子数は1です。これは、水素の価電子が1つだけであり、エネルギーレベルを満たすために必要な共有電子が1つだけだからです。 これは、多くの要素と結合できることを意味します。 たとえば、4つの水素原子が4つの価電子を持つ炭素原子と結合してメタンを形成することができます。 同様に、3つの水素原子が5つの価電子を持つ窒素原子と結合してアンモニアを形成することができます。
その他の水素化合物
水素は電子を共有するか、電子を失って完全または空の外殻を持つことができるため、イオン結合を形成することもできます。 水素は、最外殻に7つの電子を持つフッ素や塩素などの化学物質にその唯一の電子を与えることができます。 同様に、水素は周期表のグループ1とグループ7の両方の特性を持っているため、水素はそれ自体と結合して水素分子を作ることができます。 水素はまた、溶液中でその価電子を失って正の水素イオンを生成する可能性があり、これが溶液中で酸性を引き起こす原因となります。
他の原子の原子価
水素と周期表のグループ1の他のすべての原子（リチウム、ナトリウム、カリウムを含む）の原子価は1です。 グループ2の原子（ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムを含む）の原子価は2です。 3つ以上の価電子を持つ原子は、複数の価電子を持つことができますが、それらの最大価電子は通常、それらの価電子と同じ数です。
グループ3から12（ほとんどの金属を含む遷移元素）は、1から7の間でさまざまな原子価を持っています。 13族原子（ホウ素とアルミニウムを含む）の最大原子価は3です。 グループ14の原子（炭素、シリコン、ゲルマニウムを含む）の最大原子価は4です。 グループ15の原子（窒素、リン、ヒ素を含む）の最大原子価は5です。 グループ16の原子（酸素、硫黄、セレンを含む）の最大原子価は6です。 グループ17の原子（フッ素、塩素、臭素を含む）の最大原子価は7です。 希ガス（ネオンとアルゴンを含む）であるグループ18の原子には、8つの価電子がありますが、これらの電子を共有することはほとんどないため、価電子はゼロであると言われています。