מבנה מעטפת האלקטרון הערכי של אטום Be הוא 2s2, הרדיוס האטומי שלו הוא 89pm, הרדיוס היוני של Be2+ הוא 31pm, והאלקטרושליליות של Be היא 1.57. בשל הרדיוס האטומי והרדיוס היוני הקטן במיוחד של בריליום והאלקטרושליליות הגבוהה יחסית, הנטייה של בריליום ליצור קשרים קוולנטיים משמעותית יותר, בניגוד ליסודות אחרים באותה קבוצה היוצרים בעיקר תרכובות יוניות. לכן, בריליום מפגין לעתים קרובות תכונות חריגות השונות מאלמנטים אחרים של אותה משפחה.
(1) בריליום קל ליצור סרט מגן צפוף על פני השטח ואינו יוצר אינטראקציה עם מים, בעוד שמתכות אחרות מאותה משפחה מגנזיום, סידן, סטרונציום ובריום קל להגיב עם מים.
(2) בריליום הידרוקסיד הוא אמפוטרי, בעוד שההידרוקסידים של יסודות אחרים מאותה משפחה הם אלקליים חזקים במידה בינונית או אלקליים חזקים.
(3) מלחי בריליום עוברים הידרוליזה חזקה ליצירת יונים טטרהדרלים [Be(H2O)4]2+, והקשר Be-O חזק מאוד, מה שמחליש את הקשר OH, כך שליוני הבריליום המולחלים יש נטייה לאבד פרוטונים:
מכאן שמלחי בריליום הם חומציים במים טהורים. למלחים של יסודות אחרים מאותה משפחה (למעט מגנזיום) אין הידרוליזה.