ケイ酸とケイ酸塩の化学

—シロキサン結合をもつ分子・粒子・ゲル—

抄録

安価かつ安定で日常生活のあらゆるところに使われている二酸化ケイ素（シリカ）。鉱物結晶中での決まった組成・分子量をもつケイ酸塩とは異なり，水溶性のケイ酸・ケイ酸イオンを含む溶液中では，溶液濃度・pH・温度・共存物質などに依存して，微粒子やゲルを生じる様々な反応が起こる。シリカとケイ酸塩の基礎的なことがらを高等学校教科書の記述と対比して復習するとともに，水溶液系における反応の特徴を紹介する。また，シリカやケイ酸塩組成の材料がどのように作製され，どのような因子によって材料形態や物性の制御が可能になるのかを述べる。近年急速な発展を遂げた，高純度ケイ素から合成されるアルコキシシランを前駆体とする合成プロセス（ゾル-ゲル法）についても触れ，溶液中で成長する重合体の形態や性質を制御することによる液相反応法の可能性についても概観する。