ioniseringsenergi
næste i rækkefølge af betydning for bestemmelse af antallet og typen af kemiske bindinger, som et atom kan danne, er elementets ioniseringsenergi. Det er den minimale energi, der er nødvendig for at fjerne en elektron fra et atom af elementet. Energien er påkrævet, fordi alle elektroner i et atom tiltrækkes af den positive ladning af kernen, og der skal arbejdes for at trække elektronen ud af atomet for at producere en kation. Kemisk bindingsdannelse stammer fra overførsel eller deling af elektroner, og derfor er den energi, der kræves for at fjerne en elektron, et afgørende kriterium for et atoms evne til at danne en binding.
i brede vendinger afspejler variationen af ioniseringsenergier gennem det periodiske system variationen i atomradier, hvor små atomer typisk har høje ioniseringsenergier og store atomer normalt har små. Således findes elementerne med de laveste ioniseringsenergier (og dermed hvorfra en elektron lettest fjernes) nederst til venstre i det periodiske system nær cæsium og francium, og elementer med de højeste ioniseringsenergier findes øverst til højre på bordet tæt på fluor og helium. Variationen i ioniseringsenergi korrelerer med variationen i atomradius, fordi en valenselektron i et voluminøst atom i gennemsnit er langt fra kernen og derfor kun oplever en svag tiltrækning til den. På den anden side er en valenselektron i et lille atom tæt på dens forældrekerne og er underlagt en stærk attraktiv kraft.
på dette tidspunkt kan den relative inertitet af ædelgasserne delvis forklares. De ligger til højre i det periodiske system, og familiemedlemmerne, der er tættest på helium (nemlig neon og argon), har ioniseringsenergier, der er blandt de højeste af alle elementerne. Således er deres elektroner ikke let tilgængelige til dannelse af bindinger. Kun lavere i gruppen, ved krypton og ksenon, bliver ioniseringsenergierne sammenlignelige med andre grundstoffers, og disse grundstoffer kan lokkes til sammensat dannelse af tilstrækkeligt aggressive reagenser (især af fluor).
et vigtigt træk ved ioniseringsenergien er, at den energi, der kræves for at fjerne en anden elektron fra et atom, altid er højere end den energi, der er nødvendig for at fjerne den første elektron. Når en elektron er fjernet, er der færre elektroner til at afvise hinanden i kationen, så der skal gøres mere arbejde for at trække den næste elektron væk fra kernen. Det samme gælder for den tredje elektron, som er endnu mindre tilgængelig end den anden elektron. Et vigtigt punkt er imidlertid, at hvis en elektron skal fjernes fra atomets kerne (som det er tilfældet for en anden elektron fjernet fra natrium), kan ioniseringsenergien være meget høj og ikke opnåelig i løbet af en typisk kemisk reaktion (som det vil være berettiget nedenfor). Årsagen til kerneelektronernes høje ioniseringsenergier er stort set, at disse elektroner ligger meget tættere på kernen end valenselektronerne, og dermed gribes de meget stærkere af den.
det er en generel regel, at for elementer til venstre i det periodiske system, som har en, to eller tre elektroner i deres valensskaller, er tilstrækkelig energi opnåelig i kemiske reaktioner til deres fjernelse, men der er ikke nok energi til rådighed til at fjerne elektroner fra indre skaller. Derfor kan natrium danne Na + ioner, magnesium kan danne Mg2 + ioner, og aluminium kan danne Al3+ ioner.
en af grundene til vigtigheden af ædelgaskonfigurationer i dannelse af kemisk binding bliver nu tydelig. Når en ædelgas, lukket skalkonfiguration er opnået, ophører den klare fjernelse af elektroner til dannelse af kationer (ligesom muligheden for delvis fjernelse af elektroner til den deling, der kræves i dannelsen af kovalente bindinger, som diskuteret nedenfor). En stor energibarriere opstår, når man går ud over fjernelsen af et atoms valenselektroner.
ioniseringsenergier korrelerer ikke nøjagtigt med atomradier, fordi der er andre påvirkninger ud over elektronens afstand fra kernen, der bestemmer den energi, der er nødvendig for at fjerne en elektron. Disse påvirkninger inkluderer detaljerne i besættelsen af orbitalerne i valensskallen. Endnu en gang bliver oprindelsen af en yderligere mulighed for konkurrence tydelig, i dette tilfælde mellem effekter, der stammer fra størrelse alene, og dem, der bestemmes af energikravene til ionisering.