Thực chất đó là các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân và ngưng tụ của các phần tử ban đầu. Đó là các yếu tố: bản chất và nồng độ chất xúc tác, tỉ số mol giữa H2O và các phần tử ban đầu, dung môi.
a. Bản chất và nồng độ chất xúc tác
Mặc dù quá trình sol-gel có thể xảy ra mà không cần đến sự có mặt của chất xúc tác. Tuy nhiên, khi được hỗ trợ bởi chất xúc tác thì quá trình thuỷ phân được
thực hiện hoàn toàn. Tùy thuộc chất xúc tác là axít hay bazơ mà tốc độ và mức độ của quá trình thủy phân có thể được tăng cường.
Nếu xúc tác là axít: khả năng một nhóm alkoxit bị proton hóa trong bước đầu tiên rất nhanh. Mật độ electron bị rút ra khỏi nguyên tử kim loại tăng lên, làm cho nó có độ âm điện với điện tử nhiều hơn và dễ bị ảnh hưởng hơn bởi sự tấn công của nước, và điều này dẫn đến sự tạo thành trạng thái trung gian trong quá trình thủy phân. Cuối cùng, trạng thái chuyển đổi bị phá vỡ bởi sự tách một alcohol. Tuy nhiên trong điều kiện xúc tác là axít, những nồng độ khác nhau cũng ảnh hưởng đến quá trình thủy phân. Với axit càng mạnh thì thời gian thủy phân càng ngắn, còn những axít yếu thì thời gian phản ứng càng dài để đạt được qui mô phản ứng tương đương.
Nếu xúc tác là bazơ: Trong điều kiện bình thường, phản ứng thủy phân được phát hiện là bậc nhất trong môi trường bazơ. Tuy nhiên khi nồng độ các phần tử ban đầu tăng dần lên thì phản ứng chuyển từ phản ứng bậc nhất đơn giản sang phản ứng bậc hai phức tạp.
So sánh sự thủy phân trong hai môi trường trên, từ nhiều khảo sát cho rằng: trong cùng một khoảng thời gian, sự thủy phân trong điều kiện axít nhanh hơn trong điều kiện là bazơ.
Xúc tác axít hay bazơ không chỉ ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân và ngưng tụ mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển cấu trúc. Dưới điều kiện xúc tác là axít, các hạt phát triển hình thành những polymer mạch nhánh ngẫu nhiên hoặc mạch thẳng cơ bản, đan xen nhau. Dưới điều kiện xúc tác bazơ, các hạt phát triển thành các cluster (dạng đám) phân nhánh ở mức độ cao nhiều hơn, không xen vào nhau trước khi tạo gel, chúng thể hiện như những cluster riêng biệt.
Như vậy, với các loại xúc tác khác nhau, chiều hướng phát triển của hạt sol cũng có phần khác biệt. Sự phát triển của các hạt trong dung dịch là sự ngưng tụ, làm tăng số liên kết kim loại-ôxy-kim loại tạo thành một mạng lưới trong khắp dung dịch.
b. Tỉ lệ mol H2O/M (với M là phần tử ban đầu – các precursor)
Tỉ lệ giữa H2O và M đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành các sản phẩm cuối cùng. Đồng thời, tùy thuộc vào tỉ số này mà phản ứng thủy phân gây ảnh hưởng đối với tốc độ tương ứng của phản ứng ngưng tụ nước hoặc ngưng tụ rượu. Ngoài ra hiệu suất của phản ứng thủy phân là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ co ngót của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến sự hình thành ứng suất. Tỷ lệ mol giữa H2O và M càng lớn thì ứng suất của vật liệu càng cao. Điều này được giải thích như sau, khi tỉ lệ giữa H2O và M càng cao thì phạm vi xảy ra phản ứng đa ngưng tụ rộng hơn trong vật liệu (khi vật liệu được thiêu kết), bởi vì số lượng nhóm OH- ảnh hưởng đến phản ứng đa ngưng tụ, khi đó độ co ngót của vật liệu sẽ tăng lên dẫn đến ứng suất của vật liệu cũng sẽ tăng theo.
c. Dung môi:
Trong quá trình thủy phân ở giai đoạn đầu luôn có sự tách từ pha lỏng này đến pha lỏng khác, dung môi thêm vào có tác dụng ngăn chặn sự tách pha này. Có 2 loại dung môi: phân cực (protic) và không phân cực (aprotic).
Dung môi phân cực gồm những chất như: nước, rượu của các alkal (CH3OH, C2H5OH), formamide…dùng để hòa tan những chất phân cực, tái este hóa, phản ứng thủy phân và rượu phân vì nó tác động tạo ra H+. Đồng thời, dung môi phân cực làm chậm phản ứng ngưng tụ nếu dùng xúc tác bazơ và thúc đẩy ngưng tụ với xúc tác axit.
Dung môi không phân cực được dùng để thay thế alkyl không thủy phân hoàn toàn do nó tác động tạo ra OH-. Loại dung môi này không tham gia vào phản ứng nghịch.