氧化铝有多种变体,其中最为人们所熟悉的是α型氧化铝和γ型氧化铝,二者均为白色无定形粉末.自然界存在的刚玉为α型氧化铝,该晶体属于
六方紧密堆积构型,
氧原子按六方紧密堆积方式排列,6个氧原子围成一个八面体,在整个晶体中有三分之二的八面体孔穴为铝原子所占据.由于这种紧密堆积结构,再加上晶体
中铝离子与氧离子之间的吸引力强,晶格能大,所以α型氧化铝的熔点(2288K)和硬度(8.8)都很高.结论是：刚玉属于离子晶体.
γ型氧化铝只在低温条件下存在,强热至1273K可转化为α型氧化铝, γ氧化铝晶体属于立方面心紧密堆积构型,铝原子不规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中.还有一种为β型氧化铝,有离子传导能力(允许
钠离子通过)
金属铝表面的氧化铝薄膜为氧化铝的另外一种变体.
严格地说,氧化铝属于过渡型化合物,其主要为离子型而含部分共价型.