原子价学说为原子量的测定和化学元素周期律的发现提供了理论依据，为推动化学结构理论及有机化学的发展作出了重大贡献。

原子价学说提示了各种元素化学性质一个极其重要的方面，阐明各种元素相互化合物时数量上遵循的规律。1857年，德国的有机化学家凯库勒和英国化学家库帕发展了弗兰克兰的见解。他们用“原子数”或含义更明确的“亲合力单位”来表示元素的化合力。并且指出不同元素的原子在相结合时总是倾向于遵循亲合力单位数是等价的原则。弗兰克兰与凯库勒亦有所不同，弗兰克兰认为一种元素可以有几种原子价，凯库勒坚持一种元素原子价固定只有一种。1864年，德国人迈尔建议将“原子数”和“原子亲合力单位”用“原子价”代替。至此，原子价学便正式建立。

元素周期律（periodic law of elements），指元素的性质随着元素的原子序数（即原子核外电子数或核电荷数）的递增呈周期性变化的规律。周期律的发现是化学系统化过程中的一个重要里程碑。

化学元素（Chemical element）就是具有相同的核电荷数（核内质子数）的一类原子的总称。从哲学角度解析，元素是原子的质子数目发生量变而导致质变的结果。常见元素有氢，氮和碳等。2019年为止，共有118种元素被发现，其中94种存在于地球上。拥有原子序数≥83（铋元素及其后）的元素的原子核都不稳定，会发生衰变。 第43和第61种元素（锝和钷）没有稳定的同位素，会进行衰变。自然界现存最重的元素是93号镎。