Un atomo diventa un catione quando perde uno o più elettroni. Ciò può accadere quando l'atomo è coinvolto in una reazione chimica, ad esempio quando reagisce con un altro atomo o molecola che ha un'elettronegatività più forte. L'elettronegatività di un atomo è la sua capacità di attrarre elettroni. Quando un atomo perde un elettrone, diventa carico positivamente e viene quindi chiamato catione.

Ad esempio, quando il sodio reagisce con il cloro gassoso, l'atomo di sodio cede un elettrone a favore dell'atomo di cloro, formando un catione sodio (Na+) e un anione cloruro (Cl-). Questo processo è noto come ionizzazione.

L'energia di ionizzazione di un atomo è la quantità di energia richiesta per rimuovere un elettrone dall'atomo. L'energia di ionizzazione di un atomo aumenta all'aumentare del numero di protoni nel nucleo. Questo perché i protoni nel nucleo hanno una carica positiva e respingono gli elettroni nell'atomo.

Anche l'energia di ionizzazione di un atomo aumenta all'aumentare del numero di elettroni nell'atomo. Questo perché gli elettroni in un atomo sono carichi negativamente e si respingono a vicenda.

L'energia di ionizzazione di un atomo è una misura di quanto fortemente gli elettroni sono legati all'atomo.