L'intérieur de chaque grain de silice est composé d'atomes de silicium reliés entre eux par des atomes d'oxygène (un silicate). En surface, des groupes silanol (SiOH) subsistent et sont responsables de la très forte polarité du gel de silice. En présence d'eau, cette surface s'hydrate ce qui provoque une diminution de la polarité. Les grains de gel de silice sont poreux et la taille des grains et des pores dépend très fortement de la méthode de préparation utilisée. Cette structure est responsable de la très grande surface spécifique, typiquement 500-600 m2/g.
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