เมื่อให้พลังงานแก่อะตอมของธาตุในสถานะของ เหลวหรือของแข็งในปริมาณที่มากพอ จะทำให้อะตอมเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สได้และถ้าให้พลังงานต่อไปอีกจนสูงเพียงพอ ก็จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมกลายเป็นไอออน พลังงานปริมาณน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอมในสถานะแก๊สเรียกว่า พลังงานไอออไนเซชัน เขียนย่อเป็น IE ตัวอย่างเช่น การทำให้ไฮโดรเจนอะตอมในสถานะแก๊สกลายเป็นไฮโดรเจนไอออนในสถานะแก๊ส
สำหรับพลังงานไอออไนเซชันของธาตุ 20 ธาตุแรกเรียงตามเลขอะตอมแสดงไว้ในตาราง
การเปรียบเทียบพลังงานไอออไนเซชันของธาตุจะใช้เฉพาะค่า IE1 ซึ่งเมื่อนำค่าพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ของธาตุบางธาตุในตารางธาตุมาแสดงจะได้ดังนี้
สามารถสรุปแนวโน้มค่า IE1 ได้ดังนี้ เมื่อพิจารณาพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ของธาตุตามคาบ พบว่ามีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมเนื่องจากธาตุในคาบเดียวกันมีจำนวน โปรตอนในนิวเคลียสเพิ่มขึ้นและมีขนาดอะตอมเล็กลง แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนจึงเพิ่มมากขึ้น อิเล็กตรอนจึงหลุดออกจากอะตอมได้ยาก
ส่วนพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 ของธาตุตามหมู่มีแนวโน้มลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น เนื่องจากระยะระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับเวเลนซ์อิเล็กตรอนลดลงอิเล็กตรอนจึงหลุด จากอะตอมได้ง่ายขึ้น
