Nếu so sánh với các nguyên tố của phân nhóm chính nhóm II như canxi thì ion của các kim loại chuyển tiếp có thể có nhiều trạng thái ôxi hóa khác nhau. Thông thường thì canxi không mất nhiều hơn là 2 điện tử trong khi các kim loại chuyển tiếp có thể cho đến 9 điện tử. Nếu xem xét entanpi ion hóa của hai nhóm thì sẽ nhận thấy được nguyên nhân. Năng lượng cần dùng để lấy đi 2 điện tử của canxi ở quỹ đạo s ngoài cùng ở mức thấp. Ca3+ có một entanpi ion hóa lớn đến mức mà thông thường thì ion này không tồn tại. Các kim loại chuyển tiếp như vanađi do có độ chênh lệch năng lượng thấp giữa các quỹ đạo 3d và 4s nên entanpi ion hóa tăng gần như tuyến tính theo các quỹ đạo d và s. Vì thế mà các kim loại chuyển tiếp cũng tồn tại với các số ôxi hóa rất cao.

Dọc theo một chu kỳ có thể nhận thấy được một số khuôn mẫu tính chất nhất định:

• Số lượng của những trạng thái ôxi hóa tăng đến mangan và sau đó giảm đi. Nguyên nhân là do các lực hút proton trong hạt nhân mạnh hơn nên khó cho điện tử hơn.
• Ở các mức ôxi hóa thấp, các nguyên tố thường tồn tại dưới dạng là ion. Trong các mức ôxi hóa cao chúng thường tạo liên kết cộng hóa trị với các nguyên tố điện tử âm khác như ôxi hay flo, thường là anion.

Các tính chất phụ thuộc vào trạng thái ôxi hóa:

• Các mức ôxi hóa cao hơn sẽ kém bền dọc theo chu kỳ.
• Ở mức ôxi hóa cao hơn, ion là chất ôxi hóa tốt, trong khi nguyên tố ở các mức ôxi hóa thấp là chất khử.
• Bắt đầu từ đầu chu kỳ, các ion 2+ là chất khử mạnh có độ bền tăng dần.
• Ngược lại, các ion 3+ bắt đầu bằng độ bền và càng trở thành chất ôxi hóa tốt hơn.