Die Ionisationsenergie, die Energiemenge, die benötigt wird, um ein Elektron von einem Atom zu trennen, ist für Physik und Chemie wichtig. Durch die Ionisierung eines Atoms wird ein Elektron entfernt und ein positives Ion hinzugefügt, wodurch die gesamte Struktur des Atoms verändert wird. Wenn das Atom ionisiert ist, kann es keine normalen Bindungen eingehen, sodass es je nach Bedarf des Wissenschaftlers für ganz andere Zwecke verwendet werden kann. Einige Atome haben unterschiedliche Ionisationsenergieniveaus, zu welchem Zeitpunkt die Ionisation entsprechend der Energiereihenfolge bezeichnet wird. Die Ionisation hat einen speziellen Energiewert namens Elektronenvolt.
Jedes Atom hat mindestens ein Elektron, und dieses Elektron verleiht dem Atom eine negative Ladung. Das Atom zu ionisieren bedeutet, ein oder mehrere Elektronen zu entfernen, um dem Atom die positive Ladung eines Ions zu verleihen. Das Hinzufügen einer unbestimmten Energiemenge zu einem Atom führt nicht zu korrekten Ergebnissen und kann dazu führen, dass entweder keine Elektronen oder zu viele Elektronen aus dem Atom fliehen. Eine Möglichkeit, die Ionisationsenergie zu berechnen, besteht darin, einen Strom durch das Atom zu leiten, bis es Licht emittiert.
Die Ionisierungsenergie ist ein Maß dafür, wie viel Energie benötigt wird, damit ein Elektron vom Atom wegkriecht. Dies geschieht durch Anlegen einer positiven Ladung an das Atom. Wenn die Energie ausreicht, flieht das äußerste Elektron aus dem Atom und schließt sich stattdessen der Energiequelle an. Um das Atom im Gleichgewicht zu halten, tritt ein Ion an die Stelle des fehlenden Elektrons, wodurch das Atom eine positive Ladung erhält.
Einige Atome haben für jedes Elektron die gleiche Ionisationsenergie, aber andere haben unterschiedliche Energieniveaus für das Elektron. Wenn verschiedene Energieniveaus erforderlich sind, wird dies als erste Ionisierungsenergie für das erste Elektron, als zweite Ionisierungsenergie für das zweite usw. bezeichnet, bis alle Elektronen berücksichtigt sind. Bei gleichem Energieniveau wird die Energie einfach als Ionisationsenergie bezeichnet.
Die benötigte Energiemenge wird in Elektronenvolt gemessen. Diese Messung ist die gleiche Menge an kinetischer Energie, die das Elektron ansammelt, wenn es das elektrische Potential von einem Volt durchläuft. Als die Ionisation entdeckt wurde, wurden normale Volt verwendet, um die Ionisation zu messen, aber diese Messung ist nicht so genau wie Elektronenvolt.
Das Periodensystem der Elemente gruppiert die Elemente nach vielen verschiedenen Ähnlichkeiten, wie der Anzahl der Elektronen oder der Atomgröße. Eine weitere Gruppierung auf der Tabelle ist die Energiemenge, die für die Ionisierung benötigt wird. Für die Elemente weiter oben und rechts wird mehr Energie benötigt als die Elemente unten links im Periodensystem.