氢和氧的第一电离能，O大于H。氢位于元素周期表中第一周期第一主族，是元素周期表中原子半径最小的元素。氧位于元素周期表中第二周期第六主族，是元素周期表中非金属性仅次于F的元素。从结构上难以说明二者第一电离能大小，可从相关物质的化合价推测。H2O中H为十1价，O为一2价。可见O大于H。