【化学组成】有时含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si等,以类质同像置换或机械混入物形式存在于刚玉中。
【晶体结构】三方晶系;;a0=0.477 nm,c0=1.304 nm;Z=6。晶体结构见图Y-3。沿垂直三次轴方向上O2-成六方最紧密堆积,而Al3+则在两O2-层之间,充填的八面体空隙。八面体在平行{0001}方向上共棱成层(图Y-3(a)),在平行c轴方向上,共面联结构成两个实心的[AlO6]八面体(图Y-3(b)中带斜线方块)和一空心由O2-围成的八面体(图Y-3(b)中空白方块)相间排列的柱体。[AlO6]八面体成对沿c轴呈三次螺旋对称(图Y-3(c))。由于Al—O键具离子键向共价键过渡的性质(共价键约占40%),从而使刚玉具共价键化合物的特征。两个较为靠近的Al3+发生了斥力,因而两组O2层之间的Al3+,并不处于同一水平面内。