Удаление электронов из атомов зависит от их структуры и расположения электронов в оболочках.

У атома углерода первые два электрона находятся в s-орбитали, которые ближе к ядру и лучше защищены от воздействия внешних сил, чем p-орбитали, в которых находятся первые два электрона азота. Поэтому удаление первого и второго электронов из атома углерода происходит легче, чем из атома азота.

Однако третий электрон у азота находится в p-орбитали, которая уже наполнена двумя электронами. Поэтому при удалении третьего электрона ионизационная энергия атома азота становится меньше, чем для иона углерода, у которого в p-орбитали теперь находятся только два электрона. Это объясняет, почему удаление третьего электрона происходит легче у азота, чем у углерода.