L'energia di ionizzazione di un elemento si riferisce alla quantità di energia richiesta per rimuovere l'elettrone legato più debolmente da un atomo neutro. Maggiore è l'energia di ionizzazione, più difficile sarà rimuovere un elettrone da quell'atomo.

Nel caso del magnesio e del calcio, il calcio ha un'energia di ionizzazione inferiore rispetto al magnesio. Ciò significa che è più facile rimuovere un elettrone dal Calcio che dal Magnesio.

Il magnesio ha 12 protoni nel suo nucleo, mentre il calcio ne ha 20. L’aumento del numero di protoni nel Calcio crea una forza attrattiva più forte tra il nucleo e gli elettroni, rendendo più difficile la rimozione di un elettrone dal Calcio.

Inoltre, gli elettroni del magnesio sono disposti in tre gusci elettronici, mentre gli elettroni del calcio sono disposti in quattro gusci elettronici. L'elettrone nel guscio più esterno del Calcio è più lontano dal nucleo rispetto all'elettrone nel guscio più esterno del Magnesio. Questa maggiore distanza riduce la forza attrattiva tra il nucleo e l'elettrone più esterno del Calcio, facilitandone la rimozione.

Pertanto, a causa dell'aumento della carica nucleare e della maggiore distanza dell'elettrone più esterno dal nucleo, è più facile rimuovere un elettrone dal Calcio che dal Magnesio.