Die aufzubringende Energie, um einem Atom (A) im Grundzustand das am schwächsten gebundene Elektron zu entreißen heißt erste Ionisierungsenergie.
A(g) → A+(g) + e-
Die Energie bei diesem Vorgang muss aufgebracht werden, um das Elektron gegen die Anziehungskraft des Atomkerns zu entfernen.
Im Periodensystem nimmt allgemein die Ionisierungsenergie innerhalb einer Periode von links nach rechts zu, da die Atome kleiner und die Atomkerne immer größer werden. Innerhalb einer Hauptgruppe nimmt die Ionisierungsenergie von oben nach unten ab. Die höhere Elektronendichte schirmt den Atomkern immer stärker ab und somit muss weniger Energie aufgebracht werden, um ein Elektron - das sowoeso relativ weit entfernt liegt - aus dem Anziehungskreis des Kerns zu entfernen.
In den Nebengruppen nimmt die Ionisierungsenergie weniger zu und bei den Seltenerdelementen steigt sie kaum merklich. Das liegt daran, dass bei diesen Elementen weiter voran liegende Energieniveaus befüllt werden, die dann den Kern weiter abschirmen und die Zunahme der Kernladung kompensieren. Auch ändert sich der Radius der Atome innerhalb der Perioden unter den Nebengruppenmetallen nicht so stark.
Metalle haben im Verhältnis zu Nichtmetallen eine sehr niedrige erste Ionisierungsenergie. Ihnen kann leichter ein Elektron entzogen werden. Die Edelgase benötigen die höchste Ionisierungsenergie, weil sie sich in einem energetisch sehr stabilen Zustand befinden.
Weitere Ionisierungsenergien:
Die zweite Ionisierungsenergie entspricht dem benötigten Energiebetrag, um einem einfach geladenen Kation ein weiteres Elektron zu entziehen. Die dritte Ionisierungsenergie entspricht dem benötigten Energiebetrag, um einem zweifach geladenen Kation ein weiteres Elektron zu entziehen. Je höher die positive Ladung eines Ions ist, umso schwerer ist es, ihm ein weiteres Elektron zu entziehen. Dementsprechend ist auch der anfallende Betrag an benötigter Ionisierungsenergie höher. Beträge über der dritten Ionisierungsenergie liegen derart hoch, dass sie in der Praxis nur sehr selten zu finden sind.
Will man Elektronen unterhalb der Valenzschale entfernen, nimmt der Betrag für die Ionisierungsenergie stark zu, da die voll besetzten Schalen der energetisch sehr günstigen Edelgaskonfiguration entsprechen.
