化学量論
先ほどの例では酸素は2価の原子価を持ち、炭素は2ないし4価の原子価を持つと考え、酸素の価数に対して炭素の価数を割り当て過不足が無いように補完させると、二酸化炭素が生成する場合には炭素は原子価として4価をとり、一酸化炭素の場合は2価の状態をとっていると考えられる。これを拡張して鉄は2ないしは3価の状態を原子価としてとると考えれば、2つの鉄の酸化物を表すことができる。
2 Fe + O 2 → 2 FeO {\displaystyle 2{\mbox{Fe}}+{\mbox{O}}_{2}\rightarrow 2{\mbox{FeO}}}
4 Fe + 3 O 2 → 2 Fe 2 O 3 {\displaystyle 4{\mbox{Fe}}+3{\mbox{O}}_{2}\rightarrow 2{\mbox{Fe}}_{2}{\mbox{O}}_{3}}
原子価は酸化数の絶対値と一致する。また酸化数は個々の元素に関する記事の物性表に記載されているので参照いただきたい。
この様に状態数の考えを使って反応式の右辺と左辺とで補完するように係数を選択することで化学量論的反応式を決定することができる。また、原子価の考え方が発展して化学結合の概念となり、それが有機電子論あるいは量子化学的な解釈をされて今日の化学反応論が構築されている。
物質が単一の共有結合性物質で形成されている場合、組成式の元素の係数は簡単な整数比となり化学量論係数 (stoichiometric coefficient) であるといわれる。
一方、金属、イオン性固体あるいはクラスター固体は組成式の元素の係数は簡単な整数比とならず、場合によってはある範囲で変動する。この場合を非化学量論係数 (non-stoichiometric coefficient) であるといい、このような化合物は非化学量論的化合物あるいは不定比化合物と呼ぶ。
前述の通り、定量分析は化学量論に立脚し、その手法は化学実験に準じる。したがって定量分析においても物質量で量関係を把握する。しかしながら定量分析の全てを質量測定で賄うことは出来ないので、モル濃度が既知の物質の容量をもって計測する場合も多い。この場合の標準溶液のモル濃度をN規定溶液と呼びあらわす。実際Nには小さな数が当てはめられ、1 N溶液(いちきていようえき)、0.1 N溶液などと呼称される。1 N溶液は1リットル当り1グラム当量の標準物質を含む溶液である。