Energiile de ionizare
Fiecare element din grupul de bor are trei electroni în învelișul său exterior (așa-numiții electroni de valență) și pentru fiecare element există un salt puternic în cantitatea de energie necesară pentru îndepărtarea celui de-al patrulea electron, reflectând faptul că acest electron trebuie îndepărtat dintr-o carcasă interioară. În consecință, elementele grupului au un număr maxim de oxidare de trei, corespunzător pierderii primilor trei electroni și formează ioni cu trei sarcini pozitive.
Modul aparent neregulat în care energiile de ionizare variază între elementele grupului se datorează prezenței orbitalelor interioare umplute în galiu, indiu și taliu, și f orbital în taliu, care nu protejează electronii externi de tragerea sarcinii nucleare la fel de eficient ca și electronii interiori s și p. În grupurile 1 și 2 (Ia și IIa), spre deosebire de grupul cu bor, electronii învelișului exterior (întotdeauna denumiți n) sunt protejați în fiecare caz de un set interior constant de electroni, în (n-1) s2 ( n-1) orbitalii p6, iar energiile de ionizare ale acestor elemente ale grupului 1 și grupului 2 scad lin pe grup. Energiile de ionizare ale galiului, indiului și taliului sunt, astfel, mai mari decât se aștepta de la omologii lor din grupa 2, deoarece electronii lor externi, fiind slab protejați de electronii d și f interni, sunt mai puternic legați de nucleu. Acest efect de protecție face, de asemenea, atomii de galiu, indiu și taliu mai mici decât atomii vecinilor grupului 1 și 2, provocând atragerea electronilor externi spre nucleu.
Starea M3 + pentru galiu , indiul și taliul sunt mai puțin favorabile din punct de vedere energetic decât Al3 +, deoarece energiile mari de ionizare ale acestor trei elemente nu pot fi întotdeauna echilibrate de energiile cristaline ale posibililor produși de reacție. De exemplu, dintre compușii anhidri simpli ai taliului în starea sa de oxidare +3, numai trifluorura, TlF3, este ionică. Prin urmare, pentru grup ca întreg, starea ionică M3 + este mai degrabă o excepție decât o regulă. Mai frecvent, elementele grupului formează legături covalente și obțin o stare de oxidare de trei prin promovarea unui electron de la orbitalul s în învelișul exterior (denumit ns orbital) la un orbital np, schimbarea permițând formarea hibridului sau a combinației, orbitali (din soiul desemnat ca sp2). Din ce în ce mai jos în grup există o tendință spre formarea ionilor M +, iar la taliu starea de oxidare +1 este cea mai stabilă. Basicitatea (o proprietate a metalelor) a elementelor crește, de asemenea, pe parcursul grupului, așa cum se arată prin oxizii pe care îi formează: oxidul boric (formula B2O3) este acid; următorii trei oxizi, de aluminiu, galiu și indiu (formulele Al2O3, Ga2O3 și In2O3) sunt fie acide, fie bazice, în funcție de mediu (o proprietate numită amfoterism); iar oxidul talic (Tl2O3) este complet bazic.