В системе Аl—О образуется оксид Аl2О3 двух модификаций: α-Аl2Оз и у — Аl2О3. Расплавленный глинозем кристаллизуется в α-Аl2Оз модификации. у — Аl2О3 получается при обжиге трехводного оксида алюминия Аl(ОН)з при 500— 900 °С. При температурах выше 900°С у — Аl2О3 переходит в α-Аl2Оз. Известна также модификация Аl2О3, называемая щелочным β — Аl2О3. Она образуется при получении технического оксида алюминия (глинозема) в присутствии щелочей.
Природный минерал—корунд представляет собой безводный глинозем α-Аl2Оз, кристаллизующийся в тригональной системе. Кристаллическая структура корунда сложена атомами алюминия, окруженными атомами кислорода, которые образуют плотнейшую гексагональную установку. Слои последней расположены параллельно грани корунда. Ионы алюминия занимают две трети октаэдрических пустот в упаковке ионов кислорода. Элементарная ячейка корунда представляет собой ромбоэдр. Корунд имеет твердость 9 по шкале Мооса, плотность 3,98—4,01 г/см3.
Природный корунд может иметь цвет белый, серый, синий, красный, желтый и зеленый. Окраску кристаллам придают входящие в кристаллическую решетку ионы металлов (Fе, Сг, Ti). Синтетический корунд примеси окрашивают в следующие цвета: Сг — в красный; V — серовато-зеленый; Мn — в желтовато-розовый; Ni — в желтый; Тi — в розово-фиолетовый. Прозрачная красная разновидность корунда называется рубином, синяя — сапфиром, зеленая — восточным изумрудом. Корунд встречается в бедных кремнеземом изверженных породах (сиенитах), в анортито-корундовых дайках, на контактах сиенитов и гнейсов, в пегматитах. Наиболее крупные месторождения корунда известны в Казахстане и на Урале, в Африке, Индии, Бирме, Шри Ланке, Греции, Турции и других странах. Корунд часто ассоциирует с магнетитом, слюдой, хлоритом, нефелином, серпентином, шпинелью, бёмитом, диаспорой и гиббситом.
