Le thallium -LRB- III -RRB- oxyde est un solide noir qui se décompose au-dessus de 800 Â C, formant l'oxyde et l'oxygène du thallium -LRB- I -RRB-.
L'oxyde noir, le thallium -LRB- III -RRB- oxyde et l'hydroxyde, thallium -LRB- III -RRB- hydroxide, sont les seuls composés stables + 3. Ils se décomposent en oxygène et en thallium -LRB- I -RRB- oxyde lorsqu'ils sont chauffés.