イオン化エネルギー
ホウ素グループのすべての要素は、その最外殻に3つの電子（いわゆる価電子）を持ち、各要素に対して4番目の電子を除去するために必要なエネルギー量が急激に増加します。これは、この電子を内殻から除去する必要があるという事実を反映しています。その結果、グループの要素の最大酸化数は3になり、最初の3つの電子の損失に対応し、3つの正電荷を持つイオンを形成します。
イオン化エネルギーがグループの要素間で異なる明らかに不安定な方法は、ガリウム、インジウム、タリウム、およびfに満たされた内部d軌道の存在によるものです。タリウムの軌道。これは、内側のsおよびp電子ほど効率的に外側の電子を核電荷の引力から保護しません。グループ1および2（IaおよびIIa）では、ホウ素グループとは対照的に、外殻（常にnと呼ばれる）電子は、（n-1）s2（n-1）s2（n-1）s2（n-1）s2（ n-1）p6軌道、およびこれらのグループ1およびグループ2要素のイオン化エネルギーはグループの下でスムーズに減少します。したがって、ガリウム、インジウム、およびタリウムのイオン化エネルギーは、内側のdおよびf電子によって十分に遮蔽されていない外側の電子がより強く核に結合するため、グループ2の対応物から予想されるよりも高くなります。この遮蔽効果により、ガリウム、インジウム、タリウムの原子は、外側の電子を核に近づけることで、隣接するグループ1および2の原子よりも小さくなります。
ガリウムのM3 +状態、インジウム、およびタリウムは、Al3 +よりもエネルギー的に不利です。これは、これら3つの元素の高いイオン化エネルギーが、可能な反応生成物の結晶エネルギーと常にバランスが取れているとは限らないためです。たとえば、+ 3酸化状態のタリウムの単純な無水化合物のうち、三フッ化塩素TlF3のみがイオン性です。したがって、グループ全体としては、M3 +イオン状態は規則ではなく例外です。より一般的には、グループの要素は共有結合を形成し、1つの電子を外殻のs軌道（ns軌道と指定）からnp軌道に昇格させることにより、3の酸化状態を達成します。シフトにより、ハイブリッドまたは組み合わせの形成が可能になります。軌道（sp2として指定された種類の）。グループを下るにつれて、M +イオンが形成される傾向があり、タリウムでは+1酸化状態がより安定しています。元素の塩基性（金属の特性）も、それらが形成する酸化物によって示されるように、グループを下に進むにつれて増加します。酸化ホウ素（式B2O3）は酸性です。アルミニウム、ガリウム、およびインジウムの次の3つの酸化物（式Al2O3、Ga2O3、およびIn2O3）は、環境に応じて酸性または塩基性になります（両性と呼ばれる特性）。酸化タリック（Tl2O3）は完全に塩基性です。