De eerste ionisatie-energie van een element is de energie die nodig is om één elektron te verwijderen uit het geïsoleerde atoom in zijn grondtoestand, in de gasfase:
De opeenvolgende ionisatie-energieën verwijderen het tweede, het derde elektron… uit , … Ze worden opgegeven in elektronvolt per atoom of in kilojoule per mol ().
Voorbeelden
Voorbeeld 2.11 (Magnesium)
De opeenvolgende ionisatie-energieën van magnesium zijn 7.65, 15.04, 80.14 en . De verhouding is gematigd; is een sprong: het derde elektron komt uit de 2p-romp. Magnesium staat zijn twee 3s-elektronen af en stopt bij , met de edelgasconfiguratie van neon.
Voorbeeld 2.24 (Lithium in een batterij)
Lithium heeft de laagste elektronegativiteit van periode 2 en staat zijn 2s-elektron gemakkelijk af, terwijl het het lichtste metaal is: het draagt per gram de meeste overdraagbare lading van alle elementen, en daarom drijft het oplaadbare batterijen aan. Zijn eerste ionisatie-energie, , is groter dan die van natrium (5.14) of kalium (4.34), en toch is het in water het sterkst reducerende alkalimetaal, een paradox die wordt opgelost door de sterke hydratatie van het kleine -ion (Hoofdstuk 13).