Сполуки, які мають стехіометрію іншу, ніж та, що відповідає Tl(І) і Tl(ІІІ), містять змішані ступені окиснення (пр., TlBr2 = TlІ[ TlIIIBr4]). Tl(І) слабо-, а Tl(ІІІ) — сильнокомплексотворні. Оксиди: талій(І)оксид Tl2О, талій(ІІІ)оксид Tl2О3. Талійорганічні сполуки: TlMe3 (спалахують на повітрі), TlC5Н5, TlOR — полімерні.