18 世紀末、ジョセフ ルイ プルーストはセゴビアの化学教授で、設備の整った研究室で多くの実験を行い、いわゆる「比例の法則」を定式化しました。彼は、2 つ以上の元素が結合して特定の化合物が得られるとき、それらは常に同じ重量比率で結合することを観察しました。たとえば、炭素が酸素と結合して 1754 年にジョセフ・ブラックが「固定空気」と呼んだガスを生成するとき、それらは 3 対 8 の比率で生成します。しかし、これら 2 つの要素はいつでも別のガスを生成する可能性があります。ジョン・ダルトンは、2つの特定の元素間の異なる化合物の形成に興味を持ち、マンチェスターでそれらの場合の重量の比率を比較研究し、最終的には倍数比例の法則として知られる、単純な整数の関係。これらおよびその他の実験的現実は、彼が化学の歴史におけるマイルストーンとなる原子理論を開発するのに役立ちました。
19 世紀の最初の 10 年間、ダルトンは、異なる原子のグループ化によって化合物が形成されるという理論を検証し、いくつかの元素の相対重量と記号の表を初めて発表しました。彼の理論では、彼は古代哲学者の不可分原子の考えを採用し、元素の原子は互いに等しい、そして元素ごとに重さが異なると述べています。化合物は分子で構成されており、それぞれの分子にはさまざまな元素の原子が含まれています。彼の著書『化学哲学の新しいシステム』 (1808 年) の中で、各分子に含まれる原子の数に応じて、二元化合物、三元化合物などの化合物が存在し得ることを明記しています。一部の化合物が形成され、他の化合物が形成されない理由を理解するには、まだ長い道のりがありました。この鍵は、世紀末には価数として知られるようになる概念にあります。
今日まで義務教育で学ばれた数少ない化学の中で、最も一般的だったのは価数の考え方でした。学生たちが興味に関係なく、想像できるあらゆる化合物の式を書くことができるように、各化学元素に対応するものを暗記する必要がありました。明らかに、それはこの主題に夢中になる最良の方法ではありませんでした。原子価の概念の歴史は、グラスゴーの化学教授トーマス・トムソンから始まります。彼はダルトン理論の研究 (1813 年) の中で、各元素の原子には特徴的な数の結合点があり、それによって結合点が形成されると想像しました。リンク。
1852 年 5 月 10 日、若いエドワード フランクランド教授がロンドンの王立協会で、自身が先駆者である専門分野である有機金属化合物に関する研究を発表するまで、数十年がかかりました。そこで彼は、各原子が結合できることを証明しました。他の人からの限られた数、したがってそれらの結合力、または原子性を表現します。これは、ドイツの化学者リチャード・アベッグが後に原子価と呼び始めた概念です。
フランクランドは、水素の原子数は常に 1 であるという結論に達し、これに基づいて元素に数字を割り当て (窒素は 3、硫黄は 2 つ…)、一部の元素が複数の異なる原子数を持つ可能性があることを発見しました。
原子価の概念は、炭素化学といわゆる無機化学の両方において、研究対象の化合物の構造を説明する際に非常に役立ちました。分子構造を視覚的に捉えた最初の科学者は、スコットランド人のアレクサンダー・クラム・ブラウン (1864 年) でした。有機化学者は原子を円で囲まれた記号で表し、原子価を表すセグメントで結合しました。 20 世紀初頭以降の原子内部の知識の進歩により、分子構造を持つ化合物と、あらゆる種類のネットワークを形成する化合物の両方について、化学結合を理解できるようになりました。原子価という言葉は、化学結合に関与する原子の部分を指す補語 (価電子、価電子軌道など) になりました。