В сухом воздухе таллий покрывается серой пленкой окисла. При накаливании энергично соединяется с кислородом
С хлором и бромом таллий реагирует уже при обычной температуре, с йодом - лишь при нагревании. Известны TlF, TlCl, TlBr, TlI.
С фосфором таллий взаимодействует лишь с поверхности
При нагревании таллий взаимодействует с серой, селеном и теллуром. Tl 2 S 3 может быть получен только сухим путем из элементов. Известны Tl 2 S 5, Tl 2 S
При сплавлении таллий соединяется с мышьяком.