L'energia di prima ionizzazione è l'energia necessaria per rimuovere l'elettrone più esterno da un atomo. La seconda energia di ionizzazione è l'energia necessaria per rimuovere il secondo elettrone più esterno. L'energia della seconda ionizzazione è sempre maggiore dell'energia della prima ionizzazione. Questo perché il secondo elettrone più esterno è attratto dal nucleo più fortemente dell'elettrone più esterno.

Ci sono due ragioni per cui la seconda energia di ionizzazione è maggiore della prima. Innanzitutto, il secondo elettrone più esterno è più vicino al nucleo dell’elettrone più esterno. Ciò significa che il secondo elettrone più esterno subisce una maggiore forza attrattiva dal nucleo. In secondo luogo, la rimozione dell’elettrone più esterno crea una carica positiva sull’atomo. Questa carica positiva rende più difficile rimuovere il secondo elettrone più esterno.

La differenza tra le energie di prima e seconda ionizzazione può essere utilizzata per calcolare la carica nucleare effettiva. La carica nucleare effettiva è la carica positiva netta sperimentata da un elettrone in un atomo. La carica nucleare effettiva aumenta man mano che ci si sposta dall'elettrone più esterno a quello più interno. Questo perché gli elettroni più interni sono più vicini al nucleo e subiscono una maggiore forza attrattiva da parte del nucleo.

La carica nucleare effettiva può essere utilizzata per prevedere le energie di ionizzazione degli atomi. Maggiore è la carica nucleare effettiva, maggiore è l’energia di ionizzazione.