Ionisatie-energieën
Elk element in de boorgroep heeft drie elektronen in zijn buitenste schil (zogenaamde valentie-elektronen), en voor elk element er is een scherpe sprong in de hoeveelheid energie die nodig is om het vierde elektron te verwijderen, wat aangeeft dat dit elektron uit een binnenschil moet worden verwijderd. Bijgevolg hebben de elementen van de groep maximale oxidatiegetallen van drie, wat overeenkomt met het verlies van de eerste drie elektronen, en vormen ze ionen met drie positieve ladingen.
De schijnbaar grillige manier waarop ionisatie-energieën variëren tussen de elementen van de groep is te wijten aan de aanwezigheid van de gevulde innerlijke d-orbitalen in gallium, indium en thallium, en de f orbitaal in thallium, die de buitenste elektronen niet zo efficiënt beschermen tegen de aantrekkingskracht van de nucleaire lading als de binnenste s- en p-elektronen. In de groepen 1 en 2 (Ia en IIa) worden, in tegenstelling tot de boorgroep, de buitenste schil (altijd n genoemd) elektronen in elk geval afgeschermd door een constante binnenste reeks elektronen, in de (n-1) s2 ( n-1) p6-orbitalen, en de ionisatie-energieën van deze Groep-1- en Groep-2-elementen nemen geleidelijk af langs de groep. De ionisatie-energieën van gallium, indium en thallium zijn dus hoger dan verwacht van hun tegenhangers uit groep 2 omdat hun buitenste elektronen, die slecht worden afgeschermd door de binnenste d- en f-elektronen, sterker zijn gebonden aan de kern. Dit afschermende effect maakt de atomen van gallium, indium en thallium ook kleiner dan de atomen van hun buren van groep 1 en 2 doordat de buitenste elektronen dichter naar de kern worden getrokken.
De M3 + -toestand voor gallium , indium en thallium is energetisch minder gunstig dan Al3 + omdat de hoge ionisatie-energieën van deze drie elementen niet altijd in evenwicht kunnen worden gebracht door de kristalenergie van mogelijke reactieproducten. Van de eenvoudige, watervrije thalliumverbindingen in zijn oxidatietoestand +3 is alleen het trifluoride, TlF3, ionisch. Voor de groep als geheel is de M3 + ionische toestand daarom eerder uitzondering dan regel. Vaker vormen de elementen van de groep covalente bindingen en bereiken ze een oxidatietoestand van drie door één elektron van de s-orbitaal in de buitenste schil (aangeduid als ns-orbitaal) naar een np-orbitaal te bevorderen, waarbij de verschuiving de vorming van hybride of combinatie mogelijk maakt, orbitalen (van de variëteit aangeduid als sp2). In toenemende mate in de groep is er een neiging tot vorming van M + -ionen, en bij thallium is de +1 oxidatietoestand de stabielere. De basiciteit (een eigenschap van metalen) van de elementen neemt ook toe naarmate ze lager in de groep komen, zoals blijkt uit de oxiden die ze vormen: booroxide (formule B2O3) is zuur; de volgende drie oxiden van aluminium, gallium en indium (formules Al2O3, Ga2O3 en In2O3) zijn zuur of basisch, afhankelijk van de omgeving (een eigenschap die amfoterie wordt genoemd); en thallisch oxide (Tl2O3) is volledig basisch.