De eerste ionisatie-energie is de energie die nodig is om het buitenste elektron uit een atoom te verwijderen. De tweede ionisatie-energie is de energie die nodig is om het tweede buitenste elektron te verwijderen. De tweede ionisatie-energie is altijd groter dan de eerste ionisatie-energie. Dit komt omdat het tweede buitenste elektron sterker door de kern wordt aangetrokken dan het buitenste elektron.

Er zijn twee redenen waarom de tweede ionisatie-energie groter is dan de eerste. Ten eerste bevindt het tweede buitenste elektron zich dichter bij de kern dan het buitenste elektron. Dit betekent dat het tweede buitenste elektron een grotere aantrekkingskracht van de kern ervaart. Ten tweede creëert de verwijdering van het buitenste elektron een positieve lading op het atoom. Deze positieve lading maakt het moeilijker om het tweede buitenste elektron te verwijderen.

Het verschil tussen de eerste en de tweede ionisatie-energie kan worden gebruikt om de effectieve nucleaire lading te berekenen. De effectieve nucleaire lading is de netto positieve lading die een elektron in een atoom ervaart. De effectieve nucleaire lading neemt toe naarmate je van het buitenste elektron naar het binnenste elektron gaat. Dit komt omdat de binnenste elektronen zich dichter bij de kern bevinden en een grotere aantrekkingskracht van de kern ervaren.

De effectieve nucleaire lading kan worden gebruikt om de ionisatie-energieën van atomen te voorspellen. Hoe hoger de effectieve nucleaire lading, hoe groter de ionisatie-energie.