Ionizacijska energija Ei je energija, ki je potrebna za odstranitev enega elektrona iz atoma ali iona plinastega elementa v njegovem osnovnem stanju. Za odstranitev prvega elektrona (najbolj oddaljenega od atomskega jedra in zato tudi najšibkeje vezanega) potrebujemo t. i. prvo ionizacijsko energijo Ei1. S periodnim sistemom lahko primerjamo prvo ionizacijsko energijo različnih elementov. Pri reprezentativnih elementih opazimo, da se prve ionizacijske energije po skupini navzdol manjšajo, po periodi desno pa večajo.
Prva ionizacijska energija Ei1 torej predstavlja energijo, ki jo je treba dovesti za proces pretvorbe atomov nekega elementa v njegove 1+ ione: X → X+ + e−.
Primerjajmo prve ionizacijske energije
Ei1 prvih dvajsetih elementov.
Osredotočimo se na elemente druge periode (od litija do neona). Opazimo lahko, da ima litij najmanjšo Ei1, z naraščanjem vrstnega števila (po periodi desno) pa se Ei1 veča. Nekateri elementi sicer odstopajo od tega opažanja. Enako zakonitost opazimo tudi pri primerjavi Ei1 elementov tretje periode (od natrija do argona)
Primerjajmo še Ei1 žlahtnih plinov − elementov 18. skupine periodnega sistema (helija, neona in argona). Opazimo, da ima helij največjo, neon nekoliko manjšo, argon pa še manjšo prvo ionizacijsko energijo Ei1. Prva ionizacijska energija se manjša po skupini navzdol. Enako zakonitost opazimo tudi pri primerjavi prvih ionizacijskih energij elementov drugih skupin.