Atomy łączą się wiązaniami chemicznymi, dzieląc się elektronami. Opiera się to na tym, ile elektronów dany pierwiastek ma wypełniając swoje chmury elektronowe. Jednak wiele elektronów znajduje się w najbardziej zewnętrznej chmurze elektronów, które są dostępne do współdzielenia, jest równoważne liczbie walencyjnej.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Wodór i wszystkie inne pierwiastki w pierwszej grupie tabeli okresów mają wartościowość jedności.
Elektrony walencyjne
Elektrony walencyjne to elektrony o najwyższym poziomie energii dostępnym dla wiązania chemicznego. W wiązaniu kowalencyjnym te elektrony walencyjne są dostępne do dzielenia się z innym atomem, aby wypełnić dostępne poziomy energii. Ten najbardziej zewnętrzny poziom ma osiem potencjalnych elektronów, ale gdy wszystkie osiem elektronów jest obecnych, otrzymana substancja chemiczna jest obojętnym, szlachetnym gazem. Atomy z mniej niż ośmioma elektronami w swoich najbardziej zewnętrznych powłokach połączą się z innymi atomami, aby dzielić wystarczającą liczbę elektronów, aby utworzyć osiem. Na przykład atom fluoru z siedmioma elektronami walencyjnymi chce dzielić jeden elektron z innym atomem, aby uzyskać osiem elektronów walencyjnych.
Wartościowość wodoru
Wodór jest unikalnym atomem, ponieważ ma tylko dwie plamki na swoim najbardziej zewnętrznym poziomie elektronowym. Hel ma dwa elektrony i wykazuje właściwości gazu szlachetnego. Liczba walencyjna wodoru wynosi jeden, ponieważ ma tylko jeden elektron walencyjny i potrzebuje tylko jednego wspólnego elektronu, aby wypełnić swoje poziomy energetyczne. Oznacza to, że może łączyć się z wieloma elementami. Na przykład cztery atomy wodoru mogą wiązać się z atomem węgla, który ma cztery elektrony walencyjne, tworząc metan. Podobnie trzy atomy wodoru mogą wiązać się z atomem azotu, który ma pięć elektronów walencyjnych, tworząc amoniak.
Inne związki wodoru
Ponieważ wodór może albo dzielić elektron, albo tracić elektron, aby mieć pełną lub pustą powłokę zewnętrzną, może również tworzyć wiązania jonowe. Wodór może przekazać swój samotny elektron substancji chemicznej, takiej jak fluor lub chlor, które mają siedem elektronów w swoich najbardziej zewnętrznych powłokach. Podobnie, ponieważ wodór ma właściwości zarówno grupy pierwszej, jak i grupy siódmej w układzie okresowym, może wiązać się ze sobą, tworząc cząsteczki wodoru. Wodór może również stracić elektron walencyjny w roztworze, tworząc dodatni jon wodorowy, co powoduje kwasowość roztworu.
Wartościowość innych atomów
Wodór i wszystkie inne atomy z pierwszej grupy układu okresowego (w tym lit, sód i potas) mają wartościowość jedności. Atomy z grupy drugiej (w tym beryl, magnez, wapń, stront i bar) mają wartościowość dwojga. Atomy z więcej niż dwoma elektronami walencyjnymi mogą mieć więcej niż jedną walencję, ale ich maksymalna walencja jest zwykle taka sama jak ich elektronów walencyjnych.
Grupy od 3 do 12 (pierwiastki przejściowe, w tym większość metali) mają różne wartościowości od jednego do siedmiu. Atomy grupy 13 (w tym bor i glin) mają maksymalną wartościowość równą trzy. Atomy grupy 14 (w tym węgla, krzemu i germanu) mają maksymalną wartościowość wynoszącą cztery. Atomy grupy 15 (w tym azotu, fosforu i arsenu) mają maksymalnie pięć wartościowości. Atomy z grupy 16 (w tym tlen, siarka i selen) mają maksymalnie sześć wartościowości. Atomy grupy 17 (w tym fluoru, chloru i bromu) mają maksymalną wartościowość siedmiu. Atomy grupy 18, gazy szlachetne (w tym neon i argon), mają osiem elektronów walencyjnych, ale ponieważ prawie nigdy nie dzielą tych elektronów, mówi się, że mają one walencję zerową.