Železo rozpouští značné množství vodíku, ale definované sloučeniny s ním netvoří, stejně jako kobalt a nikl. Karbid železa Fe3C (cementit) vznikající rozpouštěním uhlíku v roztaveném železe
3 Fe + C → Fe3C
je významnou složkou ocelí. Karbidy se stejnou stechiometrií tvoří i kobalt a nikl (u železa a kobaltu jsou známy i karbidy o složení M2C).
Oxid železnatý FeO (se strukturou chloridu sodného) vzniká termickým rozkladem šťavelanu železnatého za nepřístupu vzduchu jako černý pyroforický prášek. Při pomalém ochlazování disproporcionuje (při rychlém nikoliv)
4 FeO → Fe3O4 + Fe
Jeho stechiometrické složení kolísá v rozmezí 0,815:1 až 0,946:1 při zachování krystalové struktury. Nejlépe ho popisuje vzorec FeII1-3xFeIIIO.
Zelené oxidy kobaltnatý CoO a nikelnatý NiO mají rovněž složení odpovídající vzorci MII1-3xMIIIIIIO a lze je připravit termickou dehydratací hydroxidů. Působením silných oxidačních činidel přecházejí na nepříliš stálé hydratované dioxidy MIVO2.xH2O (M = Co, Ni), které se termicky rozkládají za vzniku Co3O4 resp. NiO.
Oxid železitý Fe2O3 tvoří několik polymorfních modifikací. α-Fe2O3 (hematit) vzniká termickým rozkladem (200 °C) hydratovaného oxidu, dusičnanu nebo síranu železitého (krystaluje v hexagonální soustavě a je izomorfní s korundem, železo obsazuje 2/3 oktaedrických mezer v mřížce oxidových aniontů). Metastabilní ferrimagnetický γ-Fe2O3 vzniká opatrnou oxidací Fe3O4 (železo obsazuje část oktaedrických i tetraedrických mezer). Zahříváním ve vakuu přechází na Fe3O4, je-li přítomen vzduch, mění se na hematit. Je nejčastěji používaným materiálem na výrobu magnetických záznamových pásků. Existence oxidů M2O3 u kobaltu a niklu nebyla potvrzena.
Oxid železnatodiželezitý Fe3O4 (magnetit), který vzniká žíháním FeO i Fe2O3, má strukturu inverzního spinelu (FeII v oktaedrických, polovina FeIII v oktaedrických a druhá polovina v tetraedrických dutinách oxidové mřížky). Strukturu normálních nebo inverzních spinelů mají i podvojné oxidy MIIFeIII2O4 (ferrity, M = Mg, Zn, Ni, Co) a MIII3Fe5O12 (granáty). Ferrity nacházejí použití v elektrotechnice (jádra vysokofrekvenčních transformátorů, paměťové prvky počítačů), z granátů se Y3Fe5O12 (označovaný zkratkou YIG odvozenou z anglického názvu yttrium iron garnet) používá jako mikrovlnný filtr v radarech.
Sulfid železnatý FeS vzniká jako černá sraženina reakcí roztoků železnaté soli a sulfidu amonného. Jeho rozklad minerálními kyselinami se používá k laboratorní přípravě sulfánu. Disulfid železnatý FeS2 (pyrit, markazit) slouží jako surovina při výrobě kyseliny sírové (nikoliv železa). Sulfid železitý Fe2S3 není za běžných podmínek schopen existence. Sulfidy kobaltnatý CoS a nikelnatý NiS vznikají srážením roztoků solí kobaltnatých resp. nikelnatých roztokem sulfidu amonného. Jsou známy i disulfidy MS2 typu pyritu, sulfidy M3S4 se strukturou spinelu a řada kovových fází o složení M1-xS (M = Co, Ni)..
Halogenidy železnaté FeX2 vznikají vedením par halogenovodíků přes zahřáté železo (pouze FeI2 se připravuje reakcí prvků) a ve vodě jsou dobře rozpustné. Byly připraveny i kompletní řady halogenidů kobaltnatých CoX2 a nikelnatých NiX2 (popsány byly i halogenid-hydroxidy obou prvků). Zbarvení halogenidů kobaltnatých se mění od růžové (fluorid) přes modrou (chlorid), zelenou (bromid) až po šedozelenou (jodid). Možnosti sledovat stupeň hydratace hygroskopického chloridu kobaltnatého na základě jeho zbarvení (bezvodý je modrý, hemi- a monohydrát tmavofialové, dihydrát růžově fialový, tetrahydrát červený a hexahydrát jasně růžový) se využívá k indikaci stupně hydratace silikagelu používaného jako sušidlo.
Bezvodé halogenidy železité FeX3 (X = F, Cl, Br) se získávají reakcí prvků za zvýšené teploty. Fluorid železitý FeF3 je ve vodě málo rozpustný, chlorid FeCl3 a bromid železitý FeBr3 velmi dobře. Z vodných roztoků všechny krystalují jako hydráty. Chlorid železitý FeCl3 sublimuje (při ≈ 300 °C) a v parách existuje ve formě dimerních molekul. Rozpouštěním železa v kyselině chlorovodíkové za přítomnosti chloru a následnou krystalizací vzniká jeho hexahydrát, který nelze termicky dehydratovat na bezvodou sůl. Jodid železitý FeI3 není znám. Jediným známým halogenidem CoIII je fluorid kobaltitý CoF3 vznikající působením fluoru (250 °C) na chlorid kobaltnatý.
Bílá sraženina hydroxidu železnatého Fe(OH)2 vzniká působením alkalických hydroxidů na roztoky železnatých solí. Je slabě amfoterní (s koncentrovanými hydroxidy alkalických kovů tvoří tetrahydroxoželeznatany MI2[Fe(OH)4]) a snadno se oxiduje vzdušným kyslíkem (na rezavě hnědý Fe(OH)3).
Hydroxid kobaltnatý Co(OH)2 (modrý, delším stáním se jeho barva mění na růžovou) je amfoterní, hydroxid nikelnatý Ni(OH)2 (jasně zelený) nikoliv. Oba lze získat srážením vodných roztoků kobaltnatých resp. nikelnatých solí hydroxidy alkalických kovů.
Z roztoků obsahujících kationty hexaaquaželezité [Fe(H2O)6]3+ se hydroxidy alkalických kovů sráží hydrát oxidu železitého Fe2O3.xH2O, který je snadno rozpustný v kyselinách. V horkých roztocích hydroxidů se rozpouští za tvorby železitanů, které lze připravit i tavením obou komponent.
Z železnatých solí oxokyselin jsou nejznámější heptahydrát síranu železnatého (zelená skalice) FeSO4.7H2O, bezbarvý bezvodý síran železnatý FeSO4 a hexahydrát síranu ammonoželeznatého (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O (Mohrova sůl), která je vůči oxidaci vzdušným kyslíkem nejstálejší železnatou solí. Heptahydráty síranů kobaltnatého CoSO4.7H2O a nikelnatého NiSO4.7H2O jsou nazývány kobaltnatou resp. nikelnatou skalice.
Nestálý dusičnan železnatý Fe(NO3)2 vzniká při rozpouštění železa ve studené zředěné kyselině dusičné
8 Fe + 20 HNO3→ 8 Fe(NO3)2 + 2 NH4NO3 + 6 H2O
Stejně se připravuje i hexahydrát dusičnanu kobaltnatého Co(NO3)2,který se zahříváním nejprve dehydratuje a potom se rozkládá na oxidy dusíku a kobaltu. Uhličitan železnatý FeCO3 se rozpouští ve vodě obsahující oxid uhličitý za vzniku hydrogenuhličitanu železnatého Fe(HCO3)2 (v této formě je železo přítomno v minerálních vodách). Uhličitan kobaltnatý CoCO3 a hydratovaný dihydroxid-uhličitan kobaltnatý Co(OH)2.CoCO3.xH2O jsou vhodnými surovinami pro přípravu rozpustných solí kobaltnatých.
Světle fialový kation hexaaquaželezitý [Fe(H2O)6]3+je v roztoku stálý pouze v silně kyselém prostředí (pH ≈ 0). Již malým zvýšením pH dochází k jeho hydrolýze za tvorby [Fe(H2O)5(OH)]2+, [Fe(H2O)4(OH)2]+ a [Fe2(µ-OH)2(H2O)8]4+. Při dalším zvýšení pH (na 2 až 3) dochází k rozsáhlejší kondenzaci za tvorby koloidního gelu, z něhož se nakonec se vyloučí hydratovaný oxid železitý.
Dusičnan železitý Fe(NO3)3 (krystaluje jako hexa- nebo nonahydrát) se získává analogicky jako Fe(NO3)2, potřebná je jen malá změna podmínek při rozpouštění (zvýšená teplota nebo vyšší koncentrace HNO3). Dobře rozpustný síran železitý Fe2(SO4)3 lze připravit rozpouštěním oxidu železitého v koncentrované kyselině sírové. Je známo šest jeho hydrátů a rovněž podvojné soli MIFeIII(SO4)2.12H2O (železité kamence). Nepříliš stálý síran kobaltitý Co2(SO4)3.18H2O se připravuje anodickou oxidací síranu kobaltnatého.
Základní strukturní motivem v oxoaniontech železa jsou tetraedry FeO4. Byly připraveny jednoduché (Na5FeIIIO4) i kondenzované (K6FeIII2O6, Na14FeIII6O16) železitany, „železičitany“ (MI4FeIVO4) (vznikají zahříváním oxidu železitého s hydroxidy alkalických kovů v kyslíkové atmosféře) mají charakter směsných oxidů. Nejlépe prostudované železany MI2FeVIO4 lze připravit oxidací železitých sloučenin v silně zásaditém prostředí (nejčastěji v tavenině)
Fe2O3 + 3 KNO3 + 4 KOH → 2 K2FeO4 + 3 KNO2 + 3 H2O
Jsou silnými oxidovadly (silnějšími než manganistany), schopnými oxidovat za laboratorní teploty amoniak na dusík. V kyselém prostředí se rozkládají za vývoje kyslíku, kyselina železová H2FeO4 ani její anhydrid oxid železový FeO3 nejsou známy.