De ionisatie-energie van een element verwijst naar de hoeveelheid energie die nodig is om het meest losjes gebonden elektron uit een neutraal atoom te verwijderen. Hoe hoger de ionisatie-energie, hoe moeilijker het is om een ​​elektron uit dat atoom te verwijderen.

In het geval van Magnesium en Calcium heeft Calcium een ​​lagere ionisatie-energie dan Magnesium. Dit betekent dat het gemakkelijker is om een ​​elektron uit calcium te verwijderen dan uit magnesium.

Magnesium heeft 12 protonen in de kern, terwijl Calcium 20 protonen heeft. Het toegenomen aantal protonen in Calcium zorgt voor een sterkere aantrekkingskracht tussen de kern en de elektronen, waardoor het moeilijker wordt om een ​​elektron uit Calcium te verwijderen.

Bovendien zijn de elektronen in Magnesium gerangschikt in drie elektronenschillen, terwijl de elektronen in Calcium in vier elektronenschillen zijn gerangschikt. Het elektron in de buitenste schil van Calcium bevindt zich verder weg van de kern dan het elektron in de buitenste schil van Magnesium. Deze grotere afstand vermindert de aantrekkingskracht tussen de kern en het buitenste elektron in Calcium, waardoor het gemakkelijker te verwijderen is.

Daarom is het, vanwege de toegenomen nucleaire lading en de grotere afstand van het buitenste elektron tot de kern, gemakkelijker om een ​​elektron uit calcium te verwijderen dan uit magnesium.