Energias de ionização
Cada elemento do grupo de boro tem três elétrons em sua camada mais externa (os chamados elétrons de valência) e para cada elemento há um salto abrupto na quantidade de energia necessária para remover o quarto elétron, refletindo o fato de que esse elétron deve ser removido de uma camada interna. Consequentemente, os elementos do grupo têm números máximos de oxidação de três, correspondendo à perda dos primeiros três elétrons, e formam íons com três cargas positivas.
A maneira aparentemente errática em que as energias de ionização variam entre os elementos do grupo é devido à presença dos orbitais d internos preenchidos no gálio, índio e tálio, e o f orbital no tálio, que não protege os elétrons mais externos da atração da carga nuclear com a mesma eficiência que os elétrons s e p internos. Nos Grupos 1 e 2 (Ia e IIa), em contraste com o grupo do boro, os elétrons da camada externa (sempre referida como n) são protegidos em todos os casos por um conjunto interno constante de elétrons, no (n-1) s2 ( n-1) orbitais p6, e as energias de ionização desses elementos do Grupo 1 e do Grupo 2 diminuem suavemente no grupo. As energias de ionização do gálio, índio e tálio são, portanto, mais altas do que o esperado de suas contrapartes do Grupo 2 porque seus elétrons externos, sendo mal protegidos pelos elétrons d e f internos, estão mais fortemente ligados ao núcleo. Esse efeito de proteção também torna os átomos de gálio, índio e tálio menores do que os átomos de seus vizinhos do Grupo 1 e 2, fazendo com que os elétrons externos sejam puxados para mais perto do núcleo.
O estado M3 + do gálio , índio e tálio são energeticamente menos favoráveis do que Al3 + porque as altas energias de ionização desses três elementos nem sempre podem ser equilibradas pelas energias do cristal de possíveis produtos de reação. Por exemplo, dos compostos simples e anidros de tálio em seu estado de oxidação +3, apenas o trifluoreto, TlF3, é iônico. Para o grupo como um todo, portanto, o estado iônico M3 + é a exceção e não a regra. Mais comumente, os elementos do grupo formam ligações covalentes e atingem um estado de oxidação de três, promovendo um elétron do orbital s na camada externa (designado orbital ns) para um orbital np, o deslocamento permitindo a formação de híbrido ou combinação orbitais (da variedade designada como sp2). Cada vez mais abaixo no grupo, há uma tendência à formação de íons M + e, no tálio, o estado de oxidação +1 é o mais estável. A basicidade (uma propriedade dos metais) dos elementos também aumenta à medida que avançam no grupo, como mostrado pelos óxidos que eles formam: o óxido bórico (fórmula B2O3) é ácido; os próximos três óxidos, de alumínio, gálio e índio (fórmulas Al2O3, Ga2O3 e In2O3) são ácidos ou básicos dependendo do ambiente (uma propriedade chamada anfoterismo); e o óxido tálico (Tl2O3) é totalmente básico.