Kaca merupakan bahan lutsinar, kuat, tahan hakis, lengai, dan secara biologi merupakan bahan yang tidak aktif, yang boleh dibentuk menjadi permukaan yang tahan dan licin. Ciri-ciri ini menjadikan kaca sebagai bahan yang sangat berguna. Komponen utama kaca ialah silika. Silika ialah galian yang mengandungi silikon dioksida. Nama IUPAC silikon dioksida ialah silikon(IV) oksida. Silika wujud secara semulajadi dalam pasir.

Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

Kaca biasa biasanya terdiri daripada silikon dioksida (SiO2), yang merupakan sebatian kimia yang serupa dengan kuarza, atau dalam bentuk polihabluran, pasir. Silika tulen mempunyai tahap lebur sekitar 2000 Selsius, jadi dua bahan lain sering dicampurkan kepada pasir dalam pembuatan kaca. Satu daripadanya adalah soda (sodium karbonat Na2CO3), atau potasy, setara dengan sebatian kalium karbonat, yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000 Selsius. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) merupakan bahan ketiga, ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.



Silikon(IV) oksida ialah molekul kovalen raksasa. Oleh itu, silikon(IV) oksida memerlukan banyak tenaga haba untuk mengatasi setiap ikatan kovalen antara atom dalam struktur raksasa. Maka, silikon(IV) oksida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi, iaitu 1710 C. Dalam silikon(IV) oksida, setiap atom silikon diikat secara kovalen kepada 4 atom oksigen dalam bentuk tetrahedron dengan sudut antara ikatan 109.5 . Unit itu diulangi secara tidak terhingga dengan setiap atom oksigen terikat kepada 2 atom silikon untuk membentuk molekul kovalen raksasa seperti struktur berlian. Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

Salah satu ciri kaca adalah ia lutsinar. Sifat lutsinar disebabkan kaca terdiri daripada bahan yang tidak mempunyai keadaan perubahan garisan atomik dalam tenaga cahaya. Juga disebabkan kaca adalah sekata pada tahap gelombang yang lebih besar daripada cahaya, ketidaksekataan menyebabkan cahaya terbias, menghalang pemancaran imej.

Kaca tulen boleh dijadikan begitu lutsinar sehinggakan beratus kilometer kaca boleh ditembusi gelombang cahaya infra dalam kabel gentian optik.

Kaca biasa mempunyai campuran bahan lain untuk mengubah cirinya. Kaca bertimah hitam adalah lebih berkilauan, kerana peningkatan index pantulannya, sementara boron ditambah bagi mengubah ciri terma dan elektriknya, seperti Pyrex. Menambah barium juga meningkatkan indeks pantulannya, dan serium digunakan dalam kaca yang menyerap tenaga infra. Logam oksida juga ditambah bagi menukarkan warna kaca. Peningkatan soda atau potash menurunkan lagi tahap lebur, sementara mangan ditambah bagi menyingkirkan warna yang tidak dikehendaki. Kaca berwarna dihasilkan dengan bercampur dengan sedikit oksida logam peralihan. Misalnya, oksida mangan akan menghasilkan warna ungu, oksida kuprum dan kromium memberikan warna hijau, dan oksida kolbalt memberikan warna biru.

Soda atau sodium karbonat, Na2CO3 yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000 C. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) biasanya ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Kaca kadang-kala terbentuk secara semula jadi daripada lava gunung berapi dalam bentuk obsidia.

Abbas Ibnu Firnas (810-887)
Nama lengkapnya adalah Abbas Qasim Ibnu Firnas. Orang Barat biasa memanggilnya dengan sebutan Armen Firman. Sejatinya, dia begitu populer sebagai perintis dalam dunia penerbangan. Ilmuwan yang terlahir di Ronda, Spanyol pada tahun 810 M itu dikenal sebagai oahli dalam bidang kimia dan memiliki karakter yang humanis, kreatif, dan kerap menciptakan barang- barang berteknologi baru saat itu.
Salah satu penemuannya yang terbilang amat penting adalah pembuatan kaca silika serta kaca murni tak berwarna. Ibnu Firnas juga dikenal sebagai ilmuwan pertama yang memproduksi kaca dari pasir dan batu-batuan. Kejernihan kaca atau gelas yang diciptakannya itu mengundang decak kagum penyair Arab, Al-Buhturi (820-897). described the clarity of such glass, “Its colour hides the glass as if it is standing in it without a container.”[44]
Sarjana Muslim yang hobi bermain musik dan berpuisi itu hidup pada saat pemerintahan Khalifah Umayyah di Andalusia. Pada tahun 852, di bawah pemerintahan khalifah baru, Abdul Rahman II, Ibnu Firnas membuat pengumuman yang menghebohkan warga Cordoba saat itu dia melakukan ujicoba terbang dari menara Masjid Mezquita dengan menggunakan `sayap’ yang dipasangkan di tubuhnya.

Jabir Ibnu Hayyan
Tak kurang dari 200 kitab berhasil dituliskannya. Sebanyak 80 kitab yang ditulisnya itu mengkaji dan mengupas seluk-beluk ilmu kimia. Atas prestasinya itu, ilmuwan kebanggaan umat Islam yang bernama lengkap Abu Musa Jabir Ibnu Hayyan itu didapuk sebagai pelatak dasar kimia modern.
Ilmuwan yang terlahir di Tus, Khurasan, Iran pada 721 M itu juga turut berkontribusi mengembangkan kaca atau gelas. Pada abad ke-8 M, ahli kimia itu secara mengejutkan telah menjelaskan tak kurang dari 58 resep orisinil untuk memproduksi gelas atau kaca berwarna. Rumus pembuatan kaca berwarna itu dituliskannya dalam dua kitab yang dituliskannya selama hidup.
Dalam Kitab al-Durra al-Maknuna atau The Book of the Hidden Pearl , dia mengupas sebanyak 46 rumus atau formula untuk memproduksi kaca atau gelas dari sudut pandang kimia. Sebanyak 12 resep atau rumus pembuatan kaca atau gelas lainnya dipaparkan Ibnu Hayyan dalam Kitab Al-Marrakishi.

Ibnu Sahl
Nama lengkapnya dalah Abu Sa`d al-`Ala’ ibnu Sahl (940-1000). Dia adalah ahli matematika Muslim sekaligus insinyur yang mengkaji studi tentang optik. Dia mendedikasikan dirninya di Istana kehalifahan di Baghdad. Sekitar tahun 984, dia menulis risalah berjudul On Burning Instrument . Dialah ilmuwan yang pertama kali menjelaskan tentang cermin parabola. Atas kontribusinya itu, dunia Islam tercatat sebagai yang pertama menciptakan kaca cermin yang jelas. hri