石膏的主要成分是硫酸鈣，生石膏和熟石膏的區別在於硫酸鈣包含結晶水的多少，熟石膏粉末與水混合後具有可塑性，然後硬化為生石膏，「消失」的水轉化為硫酸鈣中的結晶水。
硫酸鈣
石膏指的是硫酸鈣的水合物，硫酸鈣是一種常見化學物質，比如豆腐中添加的凝結劑，主要成分就有硫酸鈣，骨折時給四肢打石膏繃帶，普通粉筆的主要成分也有石膏等等。
不含結晶水的硫酸鈣呈白色粉末，在空氣中具有吸溼性，在1200℃的高溫下可分解為CaO、SO2和O2。
生石膏
硫酸鈣在自然條件下會與水形成二水硫酸鈣（CaSO4· 2H2O），也就是我們常說的生石膏，一般石膏指的就是生石膏。
把生石膏加熱到128℃後，就會失去1.5個水分子，變為半水硫酸鈣（CaSO4· 0.5H2O），也就是我們常說的熟石膏、燒石膏，把熟石膏繼續加熱到163℃以上，就會失去所有結晶水。
結晶水
化學結晶水是指存在於晶體當中的水分子，此時水分子不再以液態形式存在，而是在晶格當中佔據確定的位置，與其他化合物形成固定比例的結晶水合物。
比如無水硫酸銅（CuSO4）是白色粉末，與水結合後可形成五水硫酸銅（CuSO4·5H2O，也稱作藍礬、膽礬），五水硫酸銅呈藍色塊狀或者粉末狀晶體。
由於水中含有氫鍵，使得結晶水合物的結構非常複雜，甚至很多水合物的結構都還是未知的，許多鹽類在溶於水後，析出晶體時都會形成結晶水合物，但是性質並不穩定，大部分結晶水合物加熱到一定程度後都會失去水分子。
熟石膏的硬化
熟石膏（CaSO4· 0.5H2O）加水後又會轉化為生石膏（CaSO4· 2H2O），加水後的熟石膏具有可塑性，轉化為生石膏後會硬化，利用這一原理，我們可以用來製作刷牆原料，石膏玩具，或者打石膏繃帶等等。
熟石膏吸水變為生石膏的過程，會釋放熱量，其實絕大部分水合反應都會放熱，比如水泥製作的混泥土，加水攪拌後也會存在水化熱，如果大體積的混泥土散熱不充分，還會導致應力、開裂等等情況。
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