1. Métaux alcalins :L’énergie d’ionisation des métaux alcalins (groupe 1) montre un écart par rapport à la tendance à la hausse régulière. L’énergie d’ionisation du premier métal alcalin, le lithium, est supérieure à celle du second, le sodium. Cela est dû à la configuration électronique compacte du lithium. La petite taille de l’atome de lithium entraîne une attraction électrostatique plus forte entre le noyau et l’électron de valence. En conséquence, plus d’énergie est nécessaire pour éliminer l’électron de valence du lithium que du sodium.
2. Gaz rares :L'énergie d'ionisation des gaz rares (Groupe 18) présente une brusque augmentation par rapport au groupe précédent, les halogènes (Groupe 17). En effet, les gaz rares ont une configuration électronique remplie stable et l’élimination de l’électron le plus externe nécessite une quantité d’énergie considérablement importante.
Ces exceptions soulignent que l'énergie d'ionisation est influencée par des facteurs tels que la taille atomique, les configurations électroniques et la charge nucléaire effective, plutôt que par le seul numéro atomique.
