土壤化学词条（蒋新、周东美、徐仁扣等）-2011-6-22

01 总论 土壤 soil

土壤学 soil science 发生土壤学 pedology 耕作土壤学 edaphology 土壤地理[学] soil geography 土壤物理[学] soil physicals

土壤化学 soil chemistry （蒋新、徐仁扣、周东美 主编写） 土壤生物化学 soil biochemistry 土壤矿物学 soil mineralogy 农业化学 agrochemistry

土壤分析化学 soil analytical chemistry 土壤生物学 soil biology

土壤微生物学 soil microbiology 土壤生态学 soil ecology

土壤微形态[学] soil micromorphology 土壤资源 soil resources

土壤区划 soil regionalization 土壤肥力 soil fertility

土壤管理 soil management 土壤利用 soil utilization

土壤改良 soil amelioration, soil improvement 土壤侵蚀[学] soil erosion

水土保持 soil and water conservation 农业化学分析 agrochemistry analysis

土壤信息系统 soil information system, SIS 土壤遥感 soil remote sensing

04 土壤化学

土壤矿物化学 soil mineral chemistry（蒋新负责此部分词条的编写，75个词条 ） 土壤腐殖质化学 soil humus chemistry 土壤物理化学 soil physical chemistry 土壤胶体化学 soil colloid chemistry 土壤表面化学 soil surface chemistry 土壤电化学 soil electrochemistry 土壤溶液化学 soil solution chemistry 土壤养分化学 soil nutrient chemistry 土壤污染化学 soil pollution chemistry

土壤矿物 soil mineral

[土壤]原生矿物 soil primary mineral 石英 长石

云母

[土壤]次生矿物 soil secondary mineral 层状硅酸盐 phyllosilicate 单元晶层 unit layer

四面体片 tetrahedral sheet 八面体片 octahedral sheet 二八面体片 dioctahedral sheet 三八面体片 trioctahedral sheet 底面间距 basal spacing

同晶置换 isomorphous substitution 嵌插作用 intercalation 1: 1型矿物 1:1 type mineral 高岭石 kaolinite 埃络石 halloysite

2: 1型矿物 2:1 type mineral 蒙皂石 smectite

蒙脱石 montmorillonite 贝得石 beidellite 绿脱石 nontronite 蛭石 vermiculite 水云母 hydromica 绿泥石 chlorite 伊利石 illite

氧化物矿物 oxide mineral 氧化铁 iron oxide

游离氧化铁 free iron oxide

无定形氧化铁 (酸性草酸铵提取态铁) acid-oxalate-extractable iron 针铁矿 goethite 赤铁矿 hematite 磁铁矿 magnetite 水铁矿 ferrihydrite 纤铁矿 lepidocrocite 氧化铝 aluminum oxide

活性铝(酸性草酸盐提取态铝)acid-oxalate-extractable aluminium; active aluminium 三水铝石 gibbsite 一水软铝石 boehmite

羟基铝间层 hydroxyl-aluminum interlayer 氧化锰 manganese oxide 钠水锰矿 birnessite 软锰矿 pyrolusite 水锰矿 manganite 氧化硅 silica oxide

活性硅 acid-oxalate-extractable silicon; active silica 蛋白石 opal

氧化钛 titanium oxide 水铝英石 allophane 伊毛缟石 imogolite 黏土矿物 clay mineral

黏粒矿物 clay-sized mineral 结晶矿物 crystalline mineral 非晶物质 noncrystalline material 过渡矿物 intergradient mineral 矿物风化 mineral weathering

矿物风化序列 weathering sequence of mineral 断键 broken bond

脱钾作用 depotassication 楔形带 wedge zone 形位效应 steric effect

谐溶 congruent dissolution 不谐溶 incongruent dissolution 嵌插作用 intercalation

土壤胶体 soil colloid（徐仁扣负责此部分词条的编写， 58个词条） 土壤胶体类型 type of soil colloid 土壤有机胶体 soil organic colloid 土壤矿质胶体 soil mineral solloid

有机矿质复合体 organo-mineral complex 土壤酸胶体 soil acidoid 土壤碱胶体 soil basoid 叠胶 tactoid

两性胶体 ampholytoid 土壤胶体动电现象

扩散双电层 diffuse double layer; DDL 反荷离子 counter ion

Zeta 电位(动电电位) zeta potential; kinetic potential 动电电荷密度 electrokinetic charge density 等电点 isoelectric point 电泳 electrophoresis 电渗 electroosmosis

流动电位 streaming potential 沉降电位 sedimentation potential 土壤胶体稳定性 soil colloid stability 胶体分散 colloidal dispersion

胶体絮凝 colloidal flocculation; colloidal coagulation 层间膨胀 interlayer swelling

土壤胶体粘度 viscosity of soil colloid 临界电位 critical potential

土壤黏粒 soil clay

钙质黏粒 calcium clay 钠质黏粒 sodium clay 氢铝质黏粒 H-Al-clay

土壤表面性质 soil surface properties 表面类型 surface type

硅氧烷表面 siloxane surface

水合氧化物表面 hydrous oxide surface 层间表面 interlayer surface 羟基表面 hydroxyl surface

恒电荷表面 constant charge surface 恒电位表面 constant potential surface 决定电位离子potential-determining ion 表面羟基 surface hydroxyl 硅烷醇基 silanol group 铝醇基 aluminol group 铁醇基 ferrol group

羟基化作用 hydroxylation 质子化作用 protonation 表面电荷 surface charge

永久电荷 permanent charge 结构电荷 structure charge 固有电荷 intrinsic charge 可变电荷 variable charge 质子电荷 proton charge 正电荷 positive charge 负电荷 negative charge

表面电荷密度 surface charge density 电荷零点 zero point of charge

净电荷零点 point of zero net charge 盐效应零点 point of zero salt effect 土粒电荷 soil particle charge 比表面 specific area

离子交换 ion exchange（周东美负责此部分词条编写，33个词条 ） 唐南平衡 Donnan equilibrium 唐南方程 Donnan equation 比例定律 ratio law

阳离子交换 cation exchange

阳离子交换量 cation exchange capacity, CEC

有效阳离子交换量 effective cation exchange capacity, ECEC 可交换阳离子 exchangeable cation 交换性盐基 exchangeable base

阳离子交换位 cation echange site 层间交换位 interlayer exchange site 盐基饱和度 base saturation percentage

交换性阳离子百分率 exchangeable cation percentage, ECP 互补离子complementary ion

选择性系数 selectivity coefficient 阴离子交换 anion exchange

阴离子交换量 anion exchange capacity

土壤吸附性能 soil adsorptive properties 电性吸附 electrostatic adsorption 非专性吸附 nonspecific adsorption 负吸附negative adsorption 专性吸附 specific adsorption 配位体交换 ligand exchange 表面络合物 surface complex

内圈络合物 innersphere complex 外圈络合物 outersphere complex 优先吸附 preference adsorption 竞争吸附competitive adsorption 吸附方程 adsorption equation 分子吸附 molecular adsorption 解吸 desorption

吸附态离子 adsorbed ion

吸附等温线 adsorption isotherm

土壤酸度 soil acidity（徐仁扣负责此部分词条的编写，56个词条 ） 土壤pH soil pH 极限pH ultimate pH

土壤活性酸度 soil active acidity 土壤潜性酸度 soil potential acidity 土壤残留酸度 soil residual acidity

土壤交换性酸度 soil echangeable acidity 土壤交换性氢 exchangeable H+ 土壤交换性铝 exchangeable Al

土壤盐置换性酸 salt-replaceable acid of soil 土壤水解性酸度 soil hydrolytic acidity 土壤水侵液酸 water-extractable acid of soil 土壤盐侵液酸 salt-extractable acid of soil 土壤表面酸度 soil surface acidity 土壤石灰位 lime potential 石灰需要量 lime requirement

铝聚合作用 aluminum polymerization

土壤酸化 soil acidification

土壤酸化敏感性 soil acidification sensitivity 临界负荷 critical load 铝毒 aluminum toxicity 锰毒 manganese toxicity

碱中和容量 base-neutralization capacity 酸饱和度 acid saturation

土壤缓冲性 soil buffering

土壤缓冲容量 soil buffer capacity, buffer power 土壤缓冲物质 soil buffer compounds

土壤碱化作用 alkalinization 土壤碱度 soil alkalinity 土壤钠质化作用 sodication

碱化度(交换性钠百分率) exchangeable sodium percentage, ESP 钠吸附比 sodium adsorption ratio; SAR 钠交换比 exchangeable sodium ratio; ESR 土壤残留碱度 soil residual alkalinity 酸中和容量acid-neutralization capacity 土壤酸碱平衡 soil acid-base equilibrium 土壤反应 soil reaction

土壤酸碱性分级 soil acid-base class 强酸性土壤 strong acid soil 酸性土壤 acid soil 中性土壤 neutral soil 碱性土壤alkaline soil

强碱性土壤 strong alkaline soil 石灰性土 calcareous soil

土壤盐 soil salt

土壤含盐量 soil salt content 土壤盐渍度 soil salinity 土壤可溶盐 soil soluble salt

土壤电导 soil electrical conductance 电导率 electrical conductivity

电导率仪 electrical conductivity meter

电导率传感器 electrical conductivity sensor

土壤溶液电导率 electrical conductivity of soil solution 离子电导 ionic conductivity 胶粒电导 colloidal conductivity 表面电导 surface conductivity

电导Wien效应 Wien effect

土壤氧化还原 soil redox; soil oxidation-reduction（周东美负责此部分词条编写，15个词条 ） 土壤氧化还原体系 soil redox system

土壤氧化还原电位 soil redox potential，Eh Pe值 pe

土壤氧化还原状况 soil redox status 氧化还原缓冲性 redox poising 氧化还原耦 redox couple 氧化作用 oxidation

氧化剂 (电子受体) oxidising agent; electron acceptor 还原作用 reduction

顺序还原作用 sequential reduction

还原剂 (电子供体) reducing agent; electron donor 有机还原性物质 organic reducing substances 好氧条件 aerobic condition 厌氧条件 anaerobic condition

土壤有机质 soil organic matter（蒋新负责此部分词条的编写， 32个词条） 土壤重组有机质 soil organic matter heavy fraction

土壤轻组有机质 soil organic matter mineral-free light fraction 土壤有机碳 soil organic carbon; SOC 土壤黑炭 soil charcoal

土壤有机氮 soil organic nitrogen 土壤有机磷 soil organic phosphorus

腐殖物质 humic substances; humic materials 腐敏酸 humic acid 富啡酸 fulvic acids 胡敏素 humin

腐殖化作用 humification

腐殖化程度 humification degree

可溶性有机质 dissolved organic matter 可溶性有机炭 dissolved organic matter 化学需氧量chemical oxygen denmnd; COD

生化需氧量biochemical oxygen demand: biological oxygen demand; BOD

热力学土壤体系 thermodynamic soil system 吉布斯自由能 Gibbs free energy

土壤化学反应动力学 kinetics of chemical reaction in soils 离子交换动力学 kinetics of ion exchange

化学风化动力学 kinetics of chemical weathering

氧化还原动力学 kinetics of oxidation-reduction 吸附动力学 adsorption kinetics 活化能 activation energy 反应级数 reaction order

零级反应 zero-order reaction

准一级反应 pseudo first-order reaction 一级反应 first-order reaction 二级反应 second-order reaction 动力学方程 kinetic equation

反应速率常数 reaction rate constant

土壤溶液 soil solution（周东美负责此部分词条的编写，60个词条 ） 离子 ion

离子半径 ion radius 离子水合 ion hydration 水合数 hydration number 水合半径 hydration radius 水合能 hydration energy 水合热 hydration heat

离子氛(离子雾) ionic atmosphere 离子活度ion activity

活度系数 activity coefficient 离子对ion pair

离子强度 ionic strength 电解质electrolyte

土壤溶液化学平衡 chemical equilibrium in soil solution 沉淀-溶解平衡 equilibrium of precipitation and dissolution 溶解 dissolution 沉淀 precipitation 共沉淀 coprecipitation

溶度积solubility product; Ksp

络合-离解平衡 equilibrium of complexation and dissociation 配位体 ligand

配位化合物 coordination compound 配位数 coordination number 中心离子 central ion 络合物 complex

络合反应 complexation

单核络合物 mononuclear complex 多核络合物 polynuclear complex 螯合物 chelate 螯合反应 chelation

络合物稳定常数 stability constant of complex 质量作用定律 law of mass-action

土壤浸提液 soil extractant 土壤浸出液 soil extract

土壤饱和浸出液 soil saturation extract

化学位 chemical potential 养分位 nutrient potential 钾位 potassium potential 磷位 phosphate potential 石灰位 lime potential

土壤化学固定 soil chemical fixation 钾固定 potassium fixation 铵固定 ammonium fixation 磷固定 phosphate fixation

扩散 diffusion

扩散系数 diffusion coefficient

淋溶 leaching

穿透曲线 breakthrough curve 渗漏液 leachate

电化学方法 electrochemical method 电位法 potentiometric method

离子选择性电极 ion-selective electrode 参比电极 reference electrode 液接电位 liquid junction potential 悬液效应 suspension effect 电位滴定potentiometric titration 电导法 conductometric method 伏安法 voltammetric method

土壤测试 soil test

化学反硝化作用 chemical denitrification

(共330条)

4. 土壤化学

土壤矿物化学 soil mineral chemistry 研究各种土壤矿物的化学组成、结构性质及其转化的学科。土壤矿物是指岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成，在一定条件下相对稳定的自然产物。土壤矿物绝大部分为结晶质的单质或化合物，具有比较固定的化学成分和晶体构造，表现出一定的几何形态和物理化学性质。当岩石处在其形成的环境条件下时，它一般非常稳定。可是一旦环境条件发生变化，为了在新的条件下达到平衡，岩石必然发生相应的变化。根据外界因素对岩石作用的性质，可以将风化作用区分为物理风化和化学风化。原生矿物经过风化作用以后，以各种形式的风化产物如可溶盐、粘土矿物或残存的原生矿物等形式留存在土壤中。土壤矿物组成、结构和性质对土壤物理性质、化学性质以及微生物学性质均有深刻的影响。

土壤腐殖质化学 soil humus chemistry 研究土壤腐殖质的物质组成、分子结构、大小和化学性质的学科。土壤腐殖质是通过有机质的腐殖化过程而产生的土壤中特有的有机物。腐殖质是性质相对稳定而结构极其复杂的有机化合物。土壤腐殖质主要由C、H、O、N、S等元素组成，此外还含有少量的Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素。腐殖质的含碳量约为55%～60%，含氮量约为3%～6%。腐殖质的分子结构非常复杂，它们属于大分子聚合物，以芳香核为主体，其主要功能团包括酚羟基、羧基和甲氧基及含氮的环状化合物等。腐殖质分子的功能团性质决定了其化学性质非常活泼，从而表现出极强的离子交换性、络合作用、缓冲作用、氧化-还原性、胶体特性以及生物活性等。腐殖质的这些性质都与形成腐殖物质分子的功能团性质密切相关。

土壤物理化学 soil physical chemistry 采用物理化学原理和方法研究土壤中的基本化学过程（包括化学组成和性质、土壤矿物质的结构、土壤胶体性质以及土壤化学反应等过程）、物理过程（包括土壤物理性质以及水、气和热的运动和调控机理）和规律的科学。研究内容同时包括化学因素对土壤物理过程的影响、土壤中化学反应的平衡状态及其动力学现象以及土壤固相、液相和气相之间的相互作用及其化学反应对土壤物理化学性质和水土环境的影响以及管理应用。例如，土壤固相反应影响土壤溶液中溶质的组成或大小，土壤水分的存在、溶液的离子组成或大小以及可形成酸的气体的存在又影响着固相反应速率的大小；土壤微生物的种类和数量影响土壤气体的组成和大小，改变了土壤的环境条件，促进了土壤中许多生物化学反应的进行，土壤物理条件例如三相组成比例的变化同样也影响着土壤生物化学反应的进程，控制着化学反应的种类。

土壤胶体化学 soil colloid chemistry 研究土壤中有机胶体和无机胶体及其复合体的物质结构、电荷特性、胶体的稳定性、胀缩性、流变性等问题的学科。土壤中的化学反应主要发生在土壤胶体表面与土壤溶液之间的界面或与之相邻的溶液中。矿物晶体晶格中离子的同晶置换和土壤胶体表面所暴露羟基质子的离解或缔合能使土壤胶体表面产生电荷。土壤胶体的表面电荷是土壤具有一系列化学、物理化学以及电化学性质的根本原因。胶体吸附离子的数量的多少取决于胶体表面

的电荷数量，而电荷密度则影响着土壤对这些离子的吸附强度。土壤胶体的表面性质、反应活性及能量等都呈现出显著不同。依据表面不同，土壤胶体表面分为外表面和内表面。根据活性基团的不同，土壤胶体表面大致可分为硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有机物表面。

土壤表面化学 soil surface chemistry 研究土壤的多相体系之间的表面特征、表面性质和表面上发生的化学、物理化学反应过程以及规律的学科，是土壤胶体化学的重要分支。在土壤体系中存在固液界面、固气界面、固固界面以及液气界面，其中由于土壤胶体所带电荷能影响土壤体系中的电子、质子以及离子的行为，是土壤界面具有一系列物理化学过程的根本原因。土壤表面电荷数量决定土壤所能吸附的离子数量，而有土壤表面电荷数量与土壤表面积所确定的表面电荷密度，则影响着对这些离子的吸附强度。

土壤电化学 soil electrochemistry 研究土壤中带电质点之间的相互作用及其化学表现的科学，是土壤学科中的一个基础学科分支。通过研究可以揭示土壤中的化学现象的本质，为土壤发生、土壤发生、土壤肥力的定向培育和合理施肥提供理论依据。其指导思想是以土壤胶体电荷为基础，以带电胶粒与粒子之间的相互作用为中心，从土壤中的粒子活度、杜南平衡、土壤中的离子吸附、土壤胶体的电动性质、电导和土壤中粒子的扩散等方面阐明土壤胶粒与离子之间的相互作用以及土壤中电子的传递。

土壤溶液化学 soil solution chemistry 研究土壤溶液的化学组成、性质和反应的理论学科，包括土壤溶液中离子的来源、含量、形态及转化等。土壤溶液由水、溶解物及胶体物质组成。在自然条件下，当土壤矿物与水接触时就会发生溶解或沉淀反应，同时土壤胶体也会对土壤溶液中的离子发生吸附或解吸作用。当不同的物质在溶液中混合溶解时，化学变化就会发生。当正向反应速率与逆向反应速率相等时，化学反应就达到动态平衡状态。如土壤溶液中的硅、铝、铁单体或聚合物，由于活性强，易同土壤其他组分反应，也易在相互之间或同其他金属离子产生溶液反应。从而对土壤形成、质量演化、矿物稳定、物质循环、植物营养及污染元素的转化和有效性等产生不同程度的影响。

土壤养分化学 soil nutrient chemistry 研究养分的来源、含量、组成、形态与转化，生物有效性的科学。土壤养分是植物生长发育必需的、主要通过土壤来提供的营养元素，是土壤肥力的物质基础。土壤中能直接或经转化后被植物根系吸收的矿质营养成分，包括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁 (Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)和氯(Cl)等13种元素。在自然土壤中，养分主要来源于土壤矿物质和土壤有机质；在耕作土壤中，还来源于施肥和灌溉。土壤中养分存在的化学形态分为：水溶态、交换态、矿物态和有机态，并且它们之间相互转化。根据植物对营养元素吸收利用的难易程度，分为速效性养分和迟效性养分。一般来说，速效养分仅占很少部分，不足全量的1%，应该注意的是速效养分和迟效养分的划分是相对的，二者总处于动态平衡之中。

土壤污染化学 soil pollution chemistry 主要研究土壤污染物的来源、分布、迁移、形态/转化、

反应、归宿及其对生物，特别是对农作物产量和品质的影响，对人类生活质量和健康以及生态的影响。它的研究目的是为环境质量评价、分析监测和控制治理等方面的工作提供依据。根据来源大致分为：农业污染、固体废弃物污染、大气污染和水污染等。污染物种类有无机污染物（重金属、放射性元素和有害无机化合物等）和有机污染物（有机农药、酚等有害有机化合物）。污染物进入土壤后，往往与土壤组分相发生物理、化学和生物作用，通过稀释、扩散、迁移等作用降低污染物浓度；发生酸碱反应、沉淀反应、配位反应、氧化还原反应，改变污染物的形态和毒性；污染物在胶体表面发生吸附或凝聚而被固持；某些污染物被生物，微生物降解、吸收、转化。土壤对污染物有一定的缓冲能力和自净能力。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，影响农产品的产量和质量，威胁人类的健康和生存。为了控制和消除土壤的污染，首先要控制和消除土壤污染源，加强对工业“三废”的治理，合理施用化肥和农药，同时还要采取防治措施，治理土壤污染。

土壤矿物 soil mineral 土壤中具有特征结构和一定化学式的各种天然无机固体物质。土壤矿物的种类、粒度和丰度随母质起源、土壤类型、剖面层次和结构而异，是各种成土因素综合作用的结果，也反应了土壤生成发育的整个地球化学过程和剖面内微环境的差异。岩石在风化作用和成土过程中不断改变自己的矿物成分和结构，逐步向地表条件下稳定的矿物转变，同时释放出一些元素。这些元素在迁移过程中有些可以通过吸着、离子交换或凝聚而成为次生矿物成分，有些可以进入生物循环，其余则转入地表水和地下水。因此土壤矿物的起源可归为三种途径：①继承自母岩或母质；②由原生矿物转变而成；③从溶液中新生。土壤矿物的类型①按物质结构是否具有长程规则性，可将土壤矿物分为晶质和非晶质；②按化学成分划分，有硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硫化物、氧化物和氢氧化物；③按成因可分为原生矿物和次生矿物；④按其性质不同可分为粘土矿物和非粘土矿物。

[土壤]原生矿物 soil primary mineral 直接来自岩浆岩或变质岩风化后残留矿物，是构成土壤砂粒和粉粒的主要组分。岩浆实质上相当于熔融状态的硅酸盐，其成分中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾八种元素约占98.6%，冷却后成为岩浆岩。熔点最高的钙长石首先结晶，随着温度降低，结晶出的斜长石中钠长石组分逐渐增多。冷却后期，岩浆中钾和氧化硅的含量越积越多，于是结晶出钾长石、白云母和石英。造岩矿物大多是硅酸盐，一个Si4+与四角的四个O2-组成的硅氧四面体[SiO4]4-是硅酸盐晶体结构中最稳定的基本单元。它们不仅构成土壤的骨骼，改善土壤的物理性质，而且蕴藏着生物必需的各种矿物营养元素和微量元素。由于它们受蚀变作用较小，因而仍保存着结晶度高、颗粒粗和性质稳定的特点。

石英 石英主要成分是二氧化硅，纯净的石英无色透明，玻璃光泽。石英族矿物由硅和氧两种元素组成，硅氧四面体联结成架状结构，其中有4个氧配在硅的四周，每个氧分别属于2个硅（SiO2）。由于形成时的温度和压力不同，硅氧四面体排列方式有别，产生一系列同质多象变体。常含有少量杂质成分如Al2O3、、CaO、MgO等，为半透明或不透明的晶体，一般乳白色，质地坚硬。石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石

英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（β-石英）。石英的用途很广，无裂隙、无缺陷的水晶单晶用作压电材料，来制造石英谐振器和滤波器。一般石英可以作为玻璃原料，紫色、粉色的石英和玛瑙还可作雕刻工艺美术的原料。

长石 长石分两大类—碱性长石和斜长石，它是一类含钙、钠和钾的铝硅酸盐类矿物，为地壳中最常见的矿物。长石的基本结构单位是四面体，它由4个氧原子围绕一个硅原子或铝原子而构成。每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种三维的骨架。四面体内的硅有1/4或半数被铝置换，产生负电荷。长石晶体多数呈板状或沿某一结晶轴延伸的板柱状。双晶现象十分普遍，双晶律多达20多种。常见的有钠长石律、曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律、肖钠长石律双晶。它们分别存在于三斜晶体或单斜与三斜晶体中。长石常见乳白色，但常因含有杂质而被染成黄、褐、浅红、深灰等色，有的还可具有美丽的变彩或晕色。富含钾或钠的长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业及搪瓷工业；含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料；色泽美丽的长石可作为装饰石料和宝石的材料。

云母 云母属于2:1型层状硅酸盐结构，即两片四面体中间夹着一片八面体，具有连续层状硅氧四面体构造。主要包括：白云母、黑云母、金云母和锂云母等。云母是分布最广的造岩矿物，钾、铝、镁 、铁 、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异，主要随Fe含量的增多而变深 。白云母无色 透 明或呈浅色 ；黑云母为黑至深褐、暗绿等色；金云母呈黄色、棕色、绿色或无色；锂云母呈淡紫色、玫 瑰红色至灰色。莫氏硬度一般2～3.5，比重 2.7～3.5。白云母和金云母具有良好的电绝缘性和不导热、抗酸、抗碱和耐压性能、物理化学性能稳定，因而被广泛用来制作电子、电器工业的绝缘材料具有良好的隔热性、弹性和韧性。

[土壤]次生矿物 soil secondary mineral 由原生矿物经风化后转变或重新形成的新矿物，其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物，如水铝英石、伊毛缟石、埃洛石和蒙皂石等，其具有较大表面能的各种氧化物凝胶逐步趋向于结构有序化而相继形成次生矿物。其稳定结构取决于晶体结构和环境条件。按其化学成分和结晶状况，可分为4中主要类型①层状硅酸盐，由氧化硅和氧化铝及少量杂质组成，具有层状晶体结构的硅酸盐类矿物。②氧化物，主要是氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化锰和氧化钛等，矿物成分比较单纯、晶体结构比较简单，且有相当一部分是以非晶质状态存在，即土壤中无定形物质。③难溶盐，除层状硅酸盐和氧化物外的其他难溶性矿物，如碳酸盐、磷酸盐和硫化物等。④可溶盐，一般为钾、钠、钙、镁的氯化物、硝酸盐、重碳酸盐和硫酸盐等。

层状硅酸盐 phyllosilicate 具有层状晶体结构和片状晶型的硅酸盐矿物，其基本结构单元是硅氧四面体与铝氧八面体。硅氧四面体以其底部的三个氧，分别与其相邻的三个四面体以共角顶氧的方式相连，这样向两度空间延伸，形成上、下面具有六角形网孔的硅氧四面体片。底面的六个氧相互挨得紧些，构成网孔大小与氧的大小相近且不带电；顶端的六个氧相互离得开些，并带负电荷。铝（镁）氧（氢氧）八面体片中铝（镁）离子周围等距离地配上六个氧（氢氧），三个在

上，三个在下，相互错开作最紧密堆积。相邻的两个八面体通过共棱边的两个OH相连形成八面体片。在层状结构硅酸盐矿物中，矿物晶体的形态一般都呈二向延展的板状、片状的外形，并具有一组平行于硅氧骨干层方向的完全解理。在晶体光学性质上，极大多数矿物呈一轴晶或二轴晶负光性，并具正延性。双折射率大。当矿物的化学组成中具有过渡元素离子时，多色性和吸收性都十分显著。

单元晶层 unit layer 层状硅酸盐晶体结构中由四面体片和八面体片结合而成的单一层状结构体。层状硅酸盐矿物单元晶层中，四面体片与八面体片的结合可以是1:1型或2:1型。1:1型层状硅酸盐矿物的单元晶层有上下两个不同的层面，一个是硅氧四面体片底部具有复三角网孔的氧原子面，另一个是八面体片底部的氢氧原子面。单元晶层之间通过氢键连接。其理想的单位晶胞化学式为Al(Si4O10)(OH)8。 2:1型层状硅酸盐矿物的单元晶层由两片硅氧四面体片中间夹一片铝（镁）氧八面体组合而成，两片四面体片的顶端氧都朝向中间的八面体片。单元晶层的上下两面均为四面体片底部具有复三角网孔的氧原子，单元晶层之间通过静电或范德华键结合，其理想的单位晶胞化学式为Al4(Si8O20)(OH)4或Mg6(Si8O20)(OH)4。

四面体片 tetrahedral sheet 由四面体晶胞连接形成的晶片，是层状硅酸硅矿物晶层结构中的基本晶片之一。一般情况下四面体晶胞是由硅离子等距离地配上四个比它大得多的氧离子构成。每个硅氧四面体晶胞中的三个氧位于同一平面上，另一个氧处于顶端，这四个氧各带一个负电荷。在层状结构中，各个硅氧四面体晶胞都分布在同一个平面内，每个四面体晶胞底部的三个氧分别与相邻的三个硅氧四面体晶胞共用，在二维平面上连接形成无限延展的硅氧片，只剩下顶端的氧仍然带负电荷，四面体片通常可用n[Si4O10]4-表示，片厚约0.46 nm。顶端的氧所带多余的负电荷，能同阳离子结合成为硅酸盐。通常情况下四面体片不带电荷，但四面体片晶胞中的Si4+被Al3+同晶置换后会使四面体片带上永久负电荷。

八面体片 octahedral sheet 由八面体晶胞连接形成的晶片，是层状硅酸盐晶层结构中的基本晶片之一。Mg2+、Al3+与氧（氢氧）均可以形成六配位的八面体结构，因此八面体片又称为水镁片或水铝片。八面体晶胞中铝（镁）离子周围等距离地配上六个氧（氢氧），三个在上，三个在下，相互错开作最紧密的堆积。相邻的两个八面体晶胞通过共棱边的两个OH相连形成八面体片。八面体片通常可表示为n [Al4(OH)12]或n [Mg6(OH)12]，片厚约0.5 nm。八面体片中的Al和Mg可被Fe3+、Fe2+、Cr3+、Ni2+、Zn2+等置换，可能带上永久正电荷。根据晶胞中阳离子的不同，八面体片又可分为二八面体片和三八面体片，是层状硅酸盐矿物分类中亚族的分类依据。

二八面体片 dioctahedral sheet 八面体片结构类型之一。当八面体片中的阳离子为三价阳离子如Al3+、Fe3+时，为平衡电荷，阳离子只能占据八面体孔隙2/3位置，留下1/3的空位。这种八面体晶片被称为二八面体片，其典型代表为水铝片。如高岭石、蒙脱石等矿物晶层中的八面体片就是二八面体片。

三八面体片 trioctahedral sheet 八面体片结构类型之一。八面体片中的阳离子为二价离子如

Mg2+、Fe2+时，为平衡电荷，八面体孔隙中心位置全部被阳离子占据。这种八面体晶片被称为三八面体片，其典型代表为水镁片。如滑石、皂石以及黑云母等矿物晶层中的八面体片就是三八面体片。

底面间距 basal spacing 又称基面间距或晶层间距，通常采用d(001)表示。在层状硅酸盐矿物晶体结构中单元晶层的基底平面与相邻平行单元晶层的对应平面之间，连同层间物质在内的垂直距离。对层状硅酸盐矿物而言，其大小范围在0.5~2 nm之间，如高岭石底面间距为0.72 nm，蒙脱石底面间距为1.0~1.7 nm，并可能随着温度、水分的变化以及风化的物理化学过程而发生膨胀或收缩现象。

同晶置换 isomorphous substitution 矿物形成过程晶胞中的元素被性质相近的其他元素替换而不破坏晶体结构的现象。土壤硅酸盐矿物是由硅氧四面体层和铝氧八面体层交错叠合而成的晶型结构。由于四面体晶胞中的Si和八面体晶胞中的Al和Mg都可以由性质相似大小相近的其他阳离子替代，并保持了原来的晶体结构。四面体片中的Si可被Al3+和Fe3+置换；八面体片中的Al和Mg可被Fe3+、Fe2+、Cr3+、Ni2+、Zn2+等置换。离子大小越相近同晶置换越容易发生，大小相差15%时一般不能发生，电价相同的离子容易发生置换，但电价不是必要条件。当低价阳离子同晶置换了高价阳离子时产生了剩余负电荷，为达到电荷平衡，矿物晶层间常吸附阳离子。阳离子同晶置换的数量会影响晶层表面电荷量的多少，而同晶置换的部位是发生在四面体上还是八面体上则会影响晶层表面电荷的强度。同晶置换不仅导致晶片上电荷的不平衡，而且改变了四面体或八面体的大小，使整个结构发生畸变，因此同晶置换是影响矿物性质的主要因素之一。

嵌插作用 intercalation 外来分子插入黏土矿物层间的过程。嵌插作用几乎发生在所有的黏土矿物中，嵌插反应特指在层状化合物片层之间插入中性分子如H2O、烷基胺、其它有机溶剂等的过程。与离子交换反应的共同点是均不破坏黏土矿物骨架结构，区别是离子交换反应伴随着层间离子的迁出，而嵌插作用仅是中性分子的迁入。嵌入的中性分子可能会与层间离子作用，最终以离子形式存在。如嵌入的H2O与H+作用，以H3O+的形式存在。而一般的烷基胺嵌入到层间以后均以铵盐的形式存在。最早发现的嵌插作用是石墨的阳极膨胀现象。黏土矿物层间距会随着嵌入分子的大小而相应发生改变，一般来说，嵌入分子越大，层间距扩大越多。嵌插作用与嵌入物质种类、浓度和黏土矿物层间电荷密度密切相关，其电荷密度越低，越有利于嵌入反应的进行。

1: 1型矿物 1:1 type mineral 单元晶层中硅氧四面体和八面体片结合的比例为1:1的层状硅酸盐矿物。其晶层平面有一面是氧组成的六方网，另一面是紧密排列的氢氧原子。主要包括高岭和蛇纹石两族。

高岭石 kaolinite 属于1:1型二八面体层状硅酸盐矿物，其单位化学式为Al2[Si2O5](OH)4。高岭石没有或很少有同晶置换，层电荷几乎为零，永久电荷极少，负电荷主要来源于结构边缘的断键或曝露在表面的羟基的解离。层间为氢键紧密联结，层间没有水分子和阳离子，层间距固定，d(001)约为0.72 nm。矿物颗粒较大，呈六角形片状，比表面小，约7~30 m2g-1，以外表面为主，

阳离子交换量很低，约为2~15 cmolkg-1。高岭石在土壤中的分布很广，是湿热气候条件下红壤、砖红壤的主要粘土矿物。

埃络石 halloysite 属于1:1型二八面体层状硅酸盐矿物，单位化学式为Al2[Si2O5](OH)4.2H2O，其基本成分和结构与高岭石相似，但埃洛石晶层之间有一层水分子，d(001)约为1.01 nm，低温干燥可失水收缩为0.74 nm。埃洛石有少量同晶置换，阳离子交换量约为10~40 cmolkg-1。埃洛石的晶层能弯曲成管状或球状，颗粒细小，比表面约10~45 m2g-1。埃洛石在土壤中的分布很广，是湿热气候条件下红壤、砖红壤的主要粘土矿物。

2: 1型矿物 2:1 type mineral 单元晶层中硅氧四面体和八面体片结合的比例为2:1的层状硅酸盐矿物，其晶层两面上下两面都由四面体底面氧组成的六方网。主要包括叶腊石、滑石、蒙皂石、皂石、蛭石、伊利石、云母以及绿泥石族。

蒙皂石 smectite 2:1型膨胀性层状硅酸盐的族名，包括二八面体的蒙皂石亚族和三八面体的皂石亚族。二八面体蒙皂石有蒙脱石、贝得石和绿脱石。

蒙脱石 montmorillonite 属于2:1型二八面体层状硅酸盐矿物，蒙脱石的单位化学式为M0.33Al1.67(Mg, Fe2+)0.33[Si4O10](OH)2，蒙脱石的电荷来自八面体片中Mg2+或Fe2+对Al3+的同晶置换，层电荷数较低，为0.2~0.6，层间为水化的交换性阳离子（Ca、Mg、Na等），阳离子交换量为80~150 cmolkg-1。蒙脱石的显著特征是其层间能吸收水膨胀，有强膨胀性，特别是层间为交换性纳离子时，在潮湿条件下，其晶层间距d(001)大于2.0nm，失水收缩时d(001)为1.0 nm。蒙脱石在水中能分散，特别是钠蒙脱石具有高度分散性，在水中易分散成极薄的片，钙蒙脱石分散性较差。蒙脱石颗粒细小，有很大的比表面，约为600~800 m2g-1，且以内表面为主。蒙脱石的吸湿性、胀缩性和对阳离子的交换吸附性，以及对有机污染物、农药等的吸附性等，使其在土工建筑、重金属和放射性污染物的环保处理，以及化工生产等方面有特殊的意义和用途。蒙脱石在土壤中的分布很广，尤其在北方的土壤中和南方玄武岩、紫色岩、石灰岩以及石灰性河湖沉积物发育的土壤汇总都有分布，是变性土的主要粘土矿物。

贝得石 beidellite 属于2:1型二八面体层状硅酸盐矿物，与蒙脱石结构相似，但不同之处是贝得石的四面体片中的部分Si4+被Al3+代替，而蒙脱石四面体片中无同晶置换发生；贝得石八面体中的阳离子为Al3+，无同晶置换现象发生，而蒙脱石八面体片中的Al3+被Mg2+和Fe2+部分置换。

绿脱石 nontronite 属于2:1型二八面体层状硅酸盐矿物，与蒙脱石结构相似，但不同之处是绿脱石的四面体片中的部分Si4+被Al3+部分代替，而蒙脱石四面体片中无同晶置换发生；绿脱石八面体中的阳离子为Fe3+，无同晶置换现象，而蒙脱石八面体片中的Al3+被Mg2+和Fe2+部分置换。

蛭石 vermiculite 属于2:1型层状硅酸盐矿物，有三八面体二八面体粘粒蛭石，其单位化学式

分别为M0.70 Mg3 (Si3.3Al0.7O10) (OH)2和M0.74(Al1.4 Mg0.3Fe3+0.3)[Si3.56Al0.44O10](OH)2。三八面体蛭石多由黑云母、绿泥石等矿物风化或热液蚀变而成，在土壤中主要分布在沙粒或粉砂粒重，土壤粘粒中的蛭石以二八面体型为主，它们可以是云母和水云母进一步脱钾而成。三八面体蛭石仅仅在四面体有同晶置换，而二八面体蛭石不仅在四面体片，在八面体片中也有同晶置换。蛭石的层电荷比云母低，单位化学式电荷数位0.6~0.9，而且八面体片中的Fe2+氧化为Fe3+，蛭石层间可以吸水膨胀，但其膨胀性有限，层间水至多为两层，含水时其晶层间距d(001)约为1.4 nm，失水收缩时d(001)约为1.0 nm.。蛭石层间为水化阳离子（主要是Ca、Mg），蛭石的阳离子交换量高（三八面体蛭石为100~200 cmolkg-1，二八面体蛭石为10~150 cmolkg-1），比表面积较大（三八面体蛭石为600~800 m2g-1，二八面体蛭石为50~800 m2g-1）均以内表面为主。二八面体蛭石的上述数量变幅较大，这是由于其层间常因由K+离子和Al(OH)x物质的吸附与堵塞，使其层间空间不能完全张开，阳离子的交换受阻所致。蛭石的电荷主要来自四面体片中Al3+对Si4+的同晶置换，其层间的复三角网孔对K+、NH4+阳离子有很高的亲和力和固定能力。蛭石广泛分布于各类土壤中，但以风化不太强的温带、亚热带以及排水良好的土壤中最多，热带土壤中较少。

水云母 hydromica 又称伊利石，云母初步风化蚀变所形成的云母状粘土矿物的总称。云母经过脱钾水化形成水云母。云母风化脱钾是土壤中层状硅酸盐粘土矿物发生和演化的重要途径，也是土壤钾素养分的主要来源途径。水云母其结构与云母相似，属于2:1型层状硅酸盐矿物，所不同之处是水云母其硅氧四面体中只有1/6的Si4+被Al3+置换，且铝氧八面体中的Al也有少量被Fe、Mg替代，单位化学式电荷数小于1，晶层间虽以K占优势，但已经有部分换成了Ca、Mg等水化阳离子；而云母结构中有1/4的Si4+被Al3+置换，单位化学式电荷数为1，同晶置换所产生的负电荷由层间钾离子来平衡。因此可以认为水云母是贫钾、富水、弱晶态的粘粒云母。其单位化学式为M0.74(Al1.53Fe3+0.22Fe2+0.03Mg0.28)[Si3.4Al0.6O10](OH)2，M代表层间金属阳离子。其中M以K+为主，层间因K+键合力强，在水中不膨胀，层间距固定，其d(001)约为1.0 nm，矿物呈片状，颗粒较大，比表面为70~120 m2g-1，以外表面为主，阳离子交换量约为10~40 cmolkg-1。其薄片边缘的楔形开口对K+、NH4+等具有特殊的亲和力。水云母广泛分布在各类土壤中，特别在西北华北等干旱、半干旱地区土壤中，它是主要的粘土矿物。

绿泥石 chlorite 主要是镁铁矿物在中低温热液作用、浅变质作用和沉积作用下形成的一族非胀缩性层状铝硅酸盐矿物，绿泥石族矿物因呈不同的绿色而得名。绿泥石多继承自母质，广泛分布于低级—中级区域变质作用所形成的岩石中，是绿泥片岩的主要成分。绿泥石的单位晶胞属单斜晶系，其14?间距相当于一层云母状晶层（2:1晶层）加上一片水镁石状晶片（氢氧化物晶片），Al置换四面体片的Si和八面体片的Mg，不仅能使2:1晶层和氢氧化物晶片带相反的电荷，而且使四面体片扩大而八面体片缩小，让两者刚好配合。在绿泥石晶体结构中，2:1晶层与氢氧化物晶片之间除静电引力外，还有氢键在起着联接作用。按2:1晶层内八面体片的成分和d（060）可将绿泥石分为三八面体型和而八面体型两个亚族，前者以铁镁为主，后者主要含铝。其中三八面体绿泥石的通式为： ([(Mg,Fe2+)3-xAlx(OH)6]x+)[(Mg, Fe2+)3(Si4-xAlx)O10(OH)2]x-,而二八面体绿泥石很少见。

伊利石 illite 是在鉴定美国伊利诺斯州煤层下的泥质沉积物时，作为001反射为10?的云母类粘土矿物的通称而提出的，并不是专指某一种特定的矿物。伊利石的薄片的大小厚薄和形态随成因和产状而有不同，碎屑沉积物、粘土和风化壳中的伊利石为边界圆滑的等度薄片；古老地层中或热液蚀变岩石中的伊利石结晶较好，为带有尖角和边棱的片状或板条状。伊利石不一定全是混层矿物，其单元晶层为2:1型，胀缩性小，K是层间的主要平衡离子，且层间的K属非交换性。伊利石与粗粒云母的不同之处是：Al替代Si4+较少，常只有1/6被替代，有些八面体Al也可能被Fe、Mg替代，所以SiO2/Al2O3分子比率高于云母，净负电荷较低，晶层间的K离子已有部分换成了Ca、Mg、(H3O)+，所以伊利石比白云母少钾多水，理论结构式为：(K,Na,Ca)<2(Al,Fe,Mg)4(Si,Al)8O20(OH)4.nH2O。大多伊利石都属二八面体，但也确有三八面体伊利石。

氧化物矿物 oxide mineral 是除层状硅铝酸盐外，土壤粘粒矿物的重要组成部分，包括铁、锰、铝、钛、硅等氧化物及其水合物，以及水铝英石类等非晶质、非层状的硅铝酸盐。此外也 还有层状矿物边缘裸露的铝烷醇基（Aluminol，Al-OH）、铁烷醇基（Ferrol，Fe-OH）和硅烷醇基（Silanol，Si-OH）。以结晶化学为基础，氧化物可分为二或三大类：简单氧化物，其下又按阳离子的价数进行细分（如Cu2O.H2O为一类，再如ZnO, Fe3O4，SiO2等又各为一类）；其次是氢氧化物和带羟基氧化物（如FeOOH, Al（OH）3等）；有时还分出重氧化物（有两个阳离子在一起的）。土壤中氧化物矿物的特点是：（1）以Fe、Al、Mn、Si、Ti等氧化物为主；（2）土壤中氧化物总是可能从无定形态到不同程度晶质的几种形态同时存在，且处于平衡状态；（3）不同阳离子的氧化物的功能不尽相同。例如过多的氧化铁的胶结作用，是形成粘盘或硬盘的原因之一，而过多的氧化硅则形成脆盘。

氧化铁 iron oxide 在地表风化成土过程中，铁元素从原生矿物中分离出来与环境中的氧发生化学反应形成的化合物。土壤中最常见的氧化铁是针铁矿和赤铁矿，此外还有纤铁矿、磁赤铁矿和水铁矿等。在同一土壤中通常存在两种以上形态的氧化铁共存或相互结合。各种形态的氧化铁在不同pH和温度、有机质及亚铁离子浓度等外界因素影响下可相互转化，这种转化可归结为：离子态→非晶质→隐晶质→晶质，或相反，前者可简称为老化，氧化铁及其水合物的老化过程是不可逆的；后者为活化。这两个过程的逆转，是通过高价铁变为低价铁，以及形成高铁和低铁与有机质相结合的络合物而实现的。与其他氧化物比较，土壤中氧化铁具有以下4个特点，(1)活性高,环境条件影响土壤中氧化铁的形态和特性；(2)普遍存在于各种类型的土壤中；(3)由剖面层次的分异和颜色的变化很容易觉察氧化铁的活动；(4)氧化铁是土壤中含铁矿物的主体，较少以层状矿物形态出现。

游离氧化铁 free iron oxide 土壤中能被连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠溶液提取的氧化铁及其水合物。值得注意的是，“游离”是相对的，在十分复杂的土壤中，氧化铁常与不等量的铝和硅相结合，所以游离氧化铁仅是土壤或粘粒中所含铁化合物或氧化铁的一部分，这一部分的大小，取决于铁化合物的本性。粘粒或土壤中游离氧化铁占全铁的百分含量，称为铁的游离度，是铁化合物的特征指标之一。粘粒中游离氧化铁的含量亦与气候条件有关，例如我国以沉积物发育的水

稻土耕层土壤粘粒(<2 μm)中游离氧化铁含量表现为南方高于北方的趋势。

无定形氧化铁 (酸性草酸铵提取态铁) acid-oxalate-extractable iron 土壤中能够用pH3.2草酸铵缓冲液提取，包括那些微晶的不发生X射线衍射的，但比表面较大和活性较高的氧化铁，而不考虑其矿物学形态；此外还包括那些不能够完全被草酸铵缓冲溶液提取的络合态铁或与有机质结合的铁。这样定义是因为：（1）无定形氧化铁与氧化铁比表面积密切相关；（2）土壤中氧化铁受干湿交替以及有机质等不断的影响而变化频繁，故具有“连续性”的特点；（3）无定形氧化铁在某种程度上可用来区分氧化铁活性的大小；（4）无定形氧化铁（Fe0）在一定程度上与矿物学类型及其结晶质好坏相关，也能反映土壤中氧化铁的表面积情况，或与颗粒直径反相关。通常以无定形铁与游离氧化铁的比值（Fe0/Fed）作为氧化铁活化度的指标，以鉴别灰化土的B层或土壤发生特征，反映某些成土环境对土壤发生的影响。而络合态铁通常用来鉴定灰化土的淋溶层和淀积层，但应用并不广泛。

针铁矿 goethite 黄棕色的羟基氧化铁矿物，针铁矿中氧和氢氧根离子的排列呈现六方最密堆积，铁离子分布在一个八面体空隙中，化学式为α-FeOOH、α-Fe2O3.H2O。针铁矿是土壤中常见的氧化铁，多出现在较典型的寒、温、湿润和热带土壤中，及湿润而氧化势较高的土壤中，在土壤剖面中则多见于亚表层以及锈斑、锈纹和铁结核中。天然的针铁矿中常有一部分Fe3+被Al3+取代。针铁矿的颜色为褐黄至褐红色，条痕呈褐黄色，有金属光泽，密度4.28-4.37g/cm3，溶度积pKsp=41-44。晶体属正交晶系，晶体平行于c轴呈针状、柱状并具纵纹，或平行b轴呈薄板状或鳞片状。晶体的集合体一般为具有同心层和放射状纤维构造的球状、钟乳状或块状。针铁矿一般是其他铁矿(黄铁矿、磁铁矿等)在风化条件下形成，也可以因沉积作用而形成于海底或湖底。pH及土壤中亚铁离子的浓度影响针铁矿的形成与老化。针铁矿生成的pH范围较宽，研究表明在pH3至pH>10之间均可生成针铁矿；在Fe(OH)3体系中，有亚铁离子存在时，老化过程只能形成针铁矿；实验还证明，多数情况下，溶液中Fe3+水解迅速时形成针铁矿；老化时温度保持70 ℃，Fe3+浓度低时有利于针铁矿的形成。

赤铁矿 hematite 氧化条件下形成的暗红色无水氧化铁矿石，化学式为α-Fe2O3，是氧化铁的主要矿物形式。赤铁矿是广泛地分布在各种岩石当中的副产物，它以细分散颗粒状出现在许多火成岩中，在特殊的情况下，在区域变质岩中形成巨大的块体，在红色砂岩中，赤铁矿是石英颗粒的胶结物，并将岩石染上颜色。土壤中，赤铁矿多见于热带亚热带高度风化的土壤以及干燥而有较强氧化势的表层以及胶膜，灰化层有时也有赤铁矿，而黄色或棕色土壤中是不存在的。在赤铁矿结晶中，O2-离子成六方紧密排列，Fe3+离子位于每两层O2-离子间的八面体空穴中，每三个八面体空穴有两个被Fe3+离子所占领。晶体属三方晶系，与等轴晶系的磁赤铁矿成同质多象。晶体常呈板状；集合体通常呈片状、鳞片状、肾状、鲕状、块状或土状等。密度5.26 g/cm3，溶度积pKsp=42。具有金属至半金属光泽，含铁量高达70%。赤铁矿仅在Fe(OH）3体系pH<10时才出现，并随pH降低而增多；少数情况下，溶液中Fe3+水解和聚合缓慢时也会形成赤铁矿；老化时温度保持70℃，Fe3+浓度高时有利于赤铁矿的形成。

磁铁矿 magnetite 分子式为Fe3O4。晶体属等轴晶系，晶体常呈八面体和菱形十二面体，晶面有条纹。集合体呈粒状或块状；铁黑色或具暗蓝靛色，条痕呈黑色，有金属光泽或半金属光泽，不透明、无解理，具有强磁性，能被永久磁铁吸引，氧化后变为赤铁矿。性脆，密度5.20 g/cm3，含铁量72.4%，还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石，分别称为钛磁铁矿或钒钛磁铁矿。磁铁矿多产于岩浆岩。变质岩中，海滨沙中也常存在。土壤中磁铁矿多存在于母质中，有时与磁赤铁矿共存。在自然界中纯磁铁矿矿石很少，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。在有少量Fe3+存在的Fe2+离子体系中，快速氧化时能形成磁铁矿。

水铁矿 ferrihydrite 土壤中结晶程度很低或无定形氧化铁，是氢氧化铁凝胶老化时最初出现的棕色雏晶。水铁矿存在于寒温气候和富含有机质的土壤以及热带雨林气候下土壤的A层。分子式为Fe5HO8.4H2O，密度3.96 g/cm3，溶度积pKsp=37-39。其结构与赤铁矿相似。氧原子六方紧密排列如赤铁矿，但其中的Fe3+的含量少，而代以H+，部分O为H2O置换。水铁矿原是过渡性的产品，其化学组成具有伸缩性，自Fe2O3.3H2O到Fe2O3之间都有可能。在电子显微镜下看起来水铁矿只是一些颗粒很小的球状，比表面积大，化学活性高，在土壤中对磷酸盐等阴离子和金属阳离子的吸附起重要作用。水铁矿不稳定，在热带、亚热带气候条件下可转变为赤铁矿，而在潮湿温带气候下转变为针铁矿。

纤铁矿 lepidocrocite 晶体属正交(斜方)晶系并结晶成γ相的棕橙色铁氢氧化物矿物。纤铁矿在潮湿温带地区的土壤中常有存在，在经常有水浸渍、氧化还原交替频繁的土壤中常可见到。此外，灰漠土的棕色斑点中，温带非石灰性水稻土的心土层，质地较轻的潜育土，或排水不良而富含有机质的土壤以及锈斑纹中均有纤铁矿。纤铁矿中氧和氢氧根离子的排列呈现立方堆积，铁离子分布在一个八面体空隙中，化学组成为γ-FeO(OH)、γ-Fe2O3.H2O。晶体呈板状或片状；一般为鳞片状、纤维状或块状集合体产出。红至红褐色，条痕橘红色。有半金属光泽，具三组相互垂直的解理。密度3.96-4.07 g/cm3,溶度积pKsp=41-43。是褐铁矿的组成矿物之一，但纤铁矿比较少见。纤铁矿与针铁矿同质多象，也常一起产出。Fe2+的氧化可生成纤铁矿，但还原状态并非生成纤铁矿的必要条件，生成纤铁矿与针铁矿与原来盐类有关。

氧化铝 aluminum oxide 土壤中的铝与氧形成六配位化合物，为许多原生矿物和次生矿物的构成提供铝氧片，同时铝还可以与Si-O四面体中的Si发生同晶置换，故有些铝又以四面体形态存在于矿物中。氧化铝矿物主要包括三水铝石，三羟铝石，一水软铝石，γ-Al-O4-(OH)4和一水硬铝石。氧化铝的形成机理是硅酸盐矿物的四面体Al3+代换Si4+，使结构不稳定，并进一步分解。Al-O-Si键断裂，放出Al3+水解，然后与OH-产生氢氧化铝，当进一步水解使Al(OH)3超过一定量时，聚合成mAl(OH)3及Alm(OH)3m。土壤中可能存在的各种形态游离铝以三水铝石和一水软铝石最为常见。在风化和成土过程中，氧化铝能不断为游离态铝提供来源；氧化铝对土壤性质的影响，主要体现在表面作用上，即颗粒越小，表面积越大，影响就越大；土壤中的氧化铝可以吸附阴离子或阳离子，Al3+对不同阴离子的亲和力不同，依次为F->HPO42->SO42->Cl-、NO3-和ClO4-，因此氧化铝对土壤磷有固定作用，但氢氧化铝吸附土壤中的硫酸根，则可被代换。此外，有许多

二价重金属离子和碱土金属离子可被氢氧化铝胶体吸附，其pH50吸附强度顺序为Cu>pb>Zn>Ni>Co>Cd>Mg>Ca>Sr>Ba；OH-Al的表面带正电荷，可促进粘粒凝聚。

活性铝(酸性草酸盐提取态铝) acid-oxalate-extractable aluminium; active aluminium 土壤中能够被酸性草酸铵或醋酸铵提取的羟基铝及其聚合物。土壤中铝的活度因形态不同，而依下列次序降低：水溶性Al3+或羟基铝单体>交换性Al3+或AlOH2+>羟基铝及其聚合物（包括有机质结合的铝）>三水铝石>八面体铝氧片中的铝，以及极少量由硅-铝同晶置换而存在于四面体中的铝。土壤中活性铝和游离铝的含量受成土母质和生物气候的影响。络合态铝与土壤有机质含量成正相关，而有机质多时，低pH值反而抑制羟基铝的形成，但湿润的水分状况有利于羟基铝等无定形物质的形成；此外，有研究表明，活性铝的含量还与土壤风化度相关。活性铝对土壤酸度和吸附容量有重要影响，Al是酸性土壤的重要酸性元素，对阴离子的固定起重要的作用。层间羟基铝对膨胀性层状矿物的性质及矿物结构方面都有重要影响。土壤溶液中的铝离子还可以影响其他氧化物的浓度和转化。

三水铝石 gibbsite 由长石等风化而成的铝的晶质六角形片状氢氧化物矿物，化学式为Al(OH)3或Al2O33H2O。基本单元为Al3+与OH-组成的二八面体片，平行重叠的相邻两片八面体互为镜像。密度2.44 g/cm3，180 ℃分解，不易或微溶于酸性草酸盐和醋酸盐提取液。晶体属单斜晶系，呈六边板状，无色或浅黄褐色，常与高岭石相互交织在一起形成鳞片状集合体。三水铝石是土壤中最普遍存在的铝氧化物，多存在于热带亚热带的酸性土壤中，如砖红壤；在具有迅速脱硅作用的土壤或淋溶强烈的山地黄壤（酸性）中，长石、高岭石风化，Si-O-Al键破坏，Al3+与OH聚合（有机质含量不高的情况下）也常形成三水铝石，因此广泛分布在湿润的热带、亚热带和温带的老成土(如红黄灰化土)，三水铝石是其粘粒的微量组成部分。

一水软铝石 boehmite 水合氧化铝矿物，结构式为AlOOH，分子式为Al2O3.H2O。是欧洲铝土矿的主要成分，又名薄水铝石或勃姆石、软水铝石。在土壤中可能有存在。密度3.1 g/cm3，180℃分解，不易或微溶于酸性草酸盐和醋酸盐提取液。晶质，晶体结构属斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。矿石中的一水软铝石常含有Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。脱水可转变成一水硬铝石和刚玉，水化可变成三水铝石。结晶度良好的一水软铝石可以由无定形氢氧化铝、三水铝石或拜耳石等氧化铝水合物在150℃以上水热转化得到，产物通常由1～10μm的多分散粒子组成。在工业上广泛用作填料、陶瓷、磨料、耐火材料和催化剂载体等的前驱物。

羟基铝间层 hydroxyl-aluminum interlayer 位于层状硅酸盐单元晶层中间的Al(OH)3聚合物，是铝盐水解的产物。分子通式为[Alm(OHn)](3m-n)+。易为酸性草酸盐或醋酸盐提取，也易为0.5mol/L NaOH溶解。在酸性介质中缓慢老化形成三水铝石。羟基铝的等电点为pH4.8，当土壤pH>4.8时，羟基铝变为带负电荷，而从层状矿物中游离出来，而后老化成三水铝石。羟基铝间层是土壤中最常见的无定形态铝，Rich等认为在干湿交替的条件下，低量有机质和中等pH值，有利于羟基铝间层的形成。随风化度的增强其含量增高，但当风化度最强时又降低。羟基铝间层存在于粘

土矿物表面的交换位，主要存在于膨胀性硅铝酸盐的层间，它不能与其他阳离子交换。 层间羟基铝聚合物对膨胀性层状矿物的性质和改变矿物结构以及控制重金属离子等方面有重要影响，例如层间羟基铝在蒙脱石、蛭石等矿物层间沉淀和聚合，形成拟三水铝石单层，改变了膨胀性和渗透性，使2:1型矿物变为2:2型。

氧化锰 manganese oxide 岩石、矿床、沉积物和土壤中以氧化物及水合氧化物形态存在的锰，即Mn2+、Mn3+、Mn4+与O2-、OH-或H2O进行八面体配位，Mn2+、Mn3+也有四面体配位。土壤中可能存在的锰氧化物类型主要有软锰矿、钠水锰矿、锂水锰矿、隐钾锰矿族、钡镁锰矿、水锰矿和锰土。锰在一定条件下可发生Mn2+、Mn3+ 和Mn4+的同晶置换，并通过部分O2-转换为OH-以保持其电中性，从而导致Mn-O的平均键长和晶胞大小发生变化。土壤中氧化锰的转化，决定于土壤pH值的变化和氧化还原、水合和脱水等一系列过程，以及微生物的活动。Leeper发现，中性至碱性土壤多含氧化态锰，而强酸性环境下则多为溶性锰。由于锰体系的标准氧化电位较高，易被还原，故锰易在土壤中遭受淋失，氧化锰的富集率较低。虽然土壤粘粒中锰含量多<0.1%，但它的化学行为十分活泼，特别是对某些重金属离子的专性吸附，使氧化锰有控制一些重金属离子在土壤和土壤溶液中以及海水中的浓度的重要作用。

钠水锰矿 birnessite 简名δ-MnO2，是自然界广泛存在的一种氧化锰矿物，是由三价锰和四价锰构成的混合价态锰氧化物，结构组成复杂，其化学式近似为Na4.1Mn14O27.9H2O。纳水锰矿在分散形态氧化锰矿床中常见，是土壤中最普遍的一种锰氧化物存在形态，特别是在酸性和碱性的表土层以及结核中。在其结构中，MnO6八面体在ab平面上通过公共边相互联结形成片层。由这种MnO6八面体片层沿c轴方向堆积形成层状晶体结构。在两个MnO6八面体层间填充着Na+和水分层，该化合物的层间距近似为0.7 nm，具有离子交换性质，处于层间的Na+可以被Li+、K+、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Co2+以及H+等交换。在自然界中生成的这类层状氧化锰化合物中常存在许多结构缺陷，在两层MnO6八面体层间填充着两层水分子，其层间距大约为1 nm，这种化合物具有更强的离子交换性能。层间距为1 nm的化合物经过干燥或者在机械挤压下会失水，层间距转化为0.7 nm。此外，该化合物在碱性条件下经水热处理后，不仅可以提高化合物的结晶度，而且层间距也可转化为0.7 nm。

软锰矿 pyrolusite 简名β-MnO2，其成分为MnO2，是一种常见的锰矿物，含锰量63.19%，是重要的锰矿石。主要是由沉积作用形成的黑色块状、粉末状锰的集合体。软锰矿是4价氧化锰中最稳定的，矿床中常见，土壤胶膜中可能存在。软锰矿非常软，还不及人的指甲硬。软锰矿四方晶系的晶体呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。颜色和条痕均为黑色。光泽和硬度视其结晶粗细和形态而异，结晶好者呈半金属光泽，硬度较高，而隐晶质块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低，极易污手。比重在5左右。软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一。软锰矿是其他锰矿石变成的，在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成软锰矿；在锰矿床的氧化带部分，所有原生低价锰矿物也可氧化成软锰矿。

水锰矿 manganite 碱性的锰氧化物矿物，在土壤中可能存在。化学组成为γ-MnO(OH)，其α

形态又称锰榍石。其中MnO占40.4%，MnO2 49.4%, H2O 10.2%，常含SiO2，Fe2O3以及微量Al2O3，CaO等混入物。晶体属单斜晶系，晶体呈柱状，柱面具明显的纵纹，条痕呈暗棕色，有时接近黑色，半金属光泽，具板面和柱面解理，密度4.2-4.3 g/cm3。水锰矿呈暗灰色到黑色，一般为一束束平行排列的晶束状或纤维状块体，较少呈粒状或钟乳状集合体。水锰矿形成于氧化条件不够充分的环境；在低温热液矿脉中常呈晶簇与重晶石，方解石、菱铁矿等伴生；而外生沉积作用形成的水锰矿常呈块状或鲕状见于锰矿床中，为软锰矿(四价锰矿物)和硬锰矿(二价锰矿物)之间的过渡产物。在氧化带中水锰矿不稳定，易氧化为软锰矿。世界著名的水锰矿产地有德国的哈尔茨山脉和图林根、英国的康沃尔，中国北京市昌平亦有水锰矿产出。

氧化硅 silica oxide 化学式为SiO2，一种酸性氧化物，对应水化物为硅酸（H2SiO3）。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元是四面体，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在四个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合。硅氧四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中，是构成硅酸盐的基本骨架。氧化硅性质稳定，不容易与水和大部分酸发生反应，通常只能与碱性氧化物反应生成盐。氢氟酸是唯一可以与之反应的酸。天然二氧化硅的主要同质多象变体属于三种构造形式：石英、鳞石英和方石英。

活性硅 acid-oxalate-extractable silicon; active silica 通过硅酸钠溶液与酸性物质或其他活化剂反应所生成的带负电荷的胶体颗粒，添加到水里形成长链无机聚合物。硅酸能用通常的钼黄或钼蓝比色而测得，可通过强碱性阴离子交换树脂将其除去。非活性硅（或称非反应性硅）是与钼酸盐试剂不起反应的那部分二氧化硅，用常规检测法是测不出来的，它是由全硅减去反应硅求得的，用离子交换或其他纯水法都只能除去一部分。在工业应用中，通常把非反应性硅称胶体硅，但严格说，这两者是有一定区别的。胶体硅经常产生于可溶性二氧化硅浓度较高及pH值较低的水中。

蛋白石 opal 二氧化硅的水合物，成分为SiO2.nH2O，非晶质结构。X光衍射证明蛋白石是方石英雏晶的一种亚显微结晶质集合体，并含有大量水。蛋白石的含水量并不固定，一般在3%-10%左右，但有的高达20%。一般为蛋白色，如果有其他元素混入，可以形成各种颜色，例如含铁、钙、镁、铜等，则蛋白石一般具有玻璃光泽或蜡状光泽。蛋白石广泛地分布于温带土壤，某些富含铁质的热带土壤和灰化土也有蛋白石的积累。蛋白石可以从温泉、浅成热液或地面水的硅质溶液中形成，常与低温石英、鳞石英、方石英等伴生。火山岩气孔中的蛋白石是胶体沉积脱水硬化而生成的，并可继续转变为玉髓质SiO2，在外生条件下，硅酸盐分解后，SiO2成硅胶就地沉积或迁移至海水中被生物吸收形成放射虫等的骨骼，死后沉积成硅藻土（主要有蛋白石构成的岩石）层。

氧化钛 titanium oxide 化学式为TiO2，白色无定形粉末，加热时变黄色，受高温变棕色，冷时再呈白色。化学性质稳定，不溶于水、盐酸、硝酸和稀硫酸，溶于热浓硫酸、氢氟酸。是弱的

两性氧化物，与硫酸氢钾熔融生成硫酸钛，与氢氧化钠熔融生成钛酸钠。用作重要的白色颜料和瓷器釉药，还用于制金属钛、钛铁合金、硬质合金。土壤中可能存在的氧化钛有金红石、锐钛矿、板钛矿、白钛石、钛铁石等，其中常见的有金红石和锐钛矿，前者为母岩所固有，后者为成土过程的产物。它们呈正面体而被硅酸盐矿物片所闭蓄，或在高岭石的片与片之间。次生的金红石亦可能存在。世界各地土壤中氧化钛的含量变幅很大，可以从痕迹量到25%。大多数土壤约在0.2-2.0%之间。我国各类土壤大体如此，个别的可高达6%，一般是北方土壤含钛较低而南方较高。

水铝英石 allophane 非晶质的含水铝硅酸盐矿物。其SiO2/Al2O3摩尔比率较宽，在1.3-2之间，既能溶于pH3.5的酸液中，也能溶于20 g/L的Na2CO3溶液中。水铝英石外观上呈海绵状团聚体，有许多细孔和巨大表面积。颜色随吸附的金属离子而异，常为白色、浅蓝色和浅绿色，是火山灰土壤的主要黏粒矿物。1913年Seki 在日本火山灰土壤中首次发现水铝英石。依据形成的作用不同，可分成两种来源，一种是碳酸盐岩广泛地发育的热带、亚热带地区，有丰富的水为交代作用提供良好条件，难溶成分(铝、铁、锰等)的原地残积，溶蚀-淀积形成的矿物中有水铝英石。另一个来源是热液矿床，经由交代换质作用后的产物。

伊毛缟石 imogolite 浮石质火山灰土壤中的丝状次晶质含水铝硅酸盐矿物。SiO2/Al2O3摩尔比率在1.1左右，大致组成为 SiO2.Al2O3.2.5 H2O。电子光学观测显示伊毛缟石具有独特的形态学特征，呈光滑而弯曲的线性管状，直径从10-30 nm间变化，长度一般有几微米。虽然在它的中空管状单位结构内有规则性的原子排列， 但是单位结构的相互排列中没有规则性，所以可称之为准结晶。伊毛缟石只能分散于pH3.5-4.0的酸液中，在碱性介质中会沉淀。伊毛缟石是粘土中唯一的在碱性状态下凝集的粘土矿物。1962 年Yoshinaga 和Aomine 从日本浮石质火山灰土壤中首次发现伊毛缟石。伊毛缟石主要在火山灰土壤中广泛分布，在火山灰土壤以外也有分布。生成伊毛缟石首先必须有硅酸和铝的脱离， 还要有往生成的场所移动和供应的过程。

黏土矿物 clay mineral 隐晶质或非晶质含水铝（或镁）硅酸盐矿物的总称。除海泡石、坡缕石具链层状结构外，均具层状结构。颗粒极细，一般小于0.01 mm。加水后具有不同程度的可塑性。主要包括高岭石族、伊利石族、蒙脱石族、蛭石族以及海泡石族等矿物。主要可用作陶瓷和耐火材料，并用于石油、建筑、纺织、造纸、油漆等工业。黏土矿物的形成方式有3种：①与风化作用有关；②热液和温泉水作用于围岩，可以形成黏土矿物的蚀变富集带；③由沉积作用、成岩作用生成黏土矿物。黏土矿物具有吸着某些阳离子和阴离子并保持于交换状态的特性。一般交换性阳离子是 Ca2+、Mg2+、H+、K+、NH4+、Na+，交换性阴离子SO42-、Cl-、PO43-、NO3-。产生阳离子交换性的原因是破键和晶格内类质同象置换引起的不饱和电荷需要通过吸附阳离子而取得平衡。阴离子交换则是晶格外露羟基离子的交代作用。

黏粒矿物 clay-sized mineral 土壤黏粒粒级所含的一切矿物，包括黏土矿物和非黏土矿物。土壤中粘粒多是次生矿物，粒径小于0.001 mm，含粘粒多的土壤，营养元素含量丰富，团聚能力较强，有良好的保水保肥能力，但土壤的通气和透水性较差。土壤粘粒的主要矿物成分是层状硅

酸盐。这类矿物的晶体呈薄片状、板条状、管状、纤维状，厚度在十分之一到千分之一微米的数量级，长度和宽度一般在几微米以内。粘土的许多特性，如可塑性、粘结性、膨胀性、阳离子交换吸附等，大多产于这类层状硅酸盐，所以称这类硅酸盐矿物为黏土矿物。但是，粘粒中除层状硅酸盐外，还有或多或少晶质和非晶质的氧化物和氢氧化物等，而层状硅酸盐也不局限于黏粒粒级，在粉粒、砂粒等较粗的粒级中也有分布。

结晶矿物 crystalline mineral 各种原子在三维空间有序地重复排列的矿物。结晶矿物内部质点（原子、离子或分子）都是做规律排列的。这种规律表现为质点在三维空间做周期性平移重复，从而构成了所谓的格子，具有格子状构造是一切晶体的共同属性。在相同热力条件下，晶体与同种物质的非晶体相(非晶固体、液体、气体)相比较，其内能最小，因而晶体结构也是最稳定。晶体矿物内部质点规律性的排列是质点间引力与斥力达到平衡的结果，无论使质点间的距离增大或缩小，都会导致质点相对势能增大。而化学成分相同的物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶状况最为稳定，这也是与晶体的内能最小密切相关。如果没有外加能量的情况下，晶体是不会自发的向其他物理状态转变，即是晶体的稳定性。

非晶物质 noncrystalline material 亦称为“无定形物”，原子作无序或短程有序排列，无法用X射线或电子衍射检测其晶体结构的矿物或其他固态物质。非晶物质与结晶质相反，它们的内部质点不做规则排列，不具格子构造，如玻璃、琥珀、松香等就是非晶物质。从内部结构的角度来看，非晶物质中质点的分布颇类似与液体。在非晶物质如玻璃中，质点虽然可以是近程有序的，但不存在长程有序。非晶物质的内能比晶体大，即在相同的热力学条件下，它们的内能部分比晶体大。因此，它必然要向内能最小的结晶状态转化，最终成为稳定的晶体。由非晶质体到晶体的这种转变是自发进行的。而一些含有放射性元素的晶体，由于受到放射性元素发生蜕变时释放出来的能量影响，使原晶体的格子构造遭到破坏变为非晶质体，称为玻璃化作用。

过渡矿物 intergradient mineral 胀缩性2:1层状硅酸盐层间交换性阳离子被难以交换的聚合羟基铝离子[Alm(OH)n](3m-n)+取代后，具有胀缩性矿物向非胀缩性的绿泥石过渡的矿物。这一类矿物广泛分布于酸性土壤中，是一系列热稳定性14 ? 间距的二八面体层状硅酸盐，与沉积岩中的膨胀绿泥石相当。由于其阳离子交换量和比表面等性质介于胀缩性矿物（蛭石、蒙皂石）和非胀缩性矿物（绿泥石）之间，所以称之为过渡矿物。干湿交替、风化强烈、弱酸性介质和有云母类矿物存在的条件都有利于过渡矿物的形成，而存在有机质时有机质易与铝螯合，不利于形成过渡矿物。1953年Brown在研究英格兰西北部的潜育土时最早发现过渡矿物。过渡矿物直接或间接影响着土壤的习性，如土壤酸度、铝的毒害、磷酸固定、盐基交换、铵和钾的固定及胀缩性等都和它有密切关系。

矿物风化 mineral weathering 矿物在太阳辐射、大气、水及生物参与下产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。物理风化过程主要是由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的磨擦力等物理因素的作用所引起的。化学风化包括溶解、水化、水解和氧

化等作用。生物风化是由于生物新陈代谢产生有机质或机械破坏引起的。一般地，硫化物、碳酸盐最易风化，硅酸盐、氧化物较稳定，尤其是具层状结构、富含水及高价态的变价元素的氧化物和氢氧化物、硅酸盐最稳定。矿物的化学成分与其抗风化能力相关，若含易溶解的Ca、Mg、K、Na元素多，Fe、Si、Al元素少，则易风化。反之，则稳定。

矿物风化序列 weathering sequence of mineral 亦称为“矿物风化阶段”。黏粒粒级的矿物在弱酸性条件下风化的先后顺序，用数字（从1到13）表示。土壤和沉积物矿物风化序列是从建立在矿物学和结晶化学基础上的。这个13级序列分别用典型矿物代表而表示为：石膏(及岩盐等)、方解石(及白云石、文石等)、角闪石（及透辉石等）、黑云母（及海绿石、绿泥石、叶蛇纹石、绿脱石等）、钠长石（及钙长石、微斜长石等）、石英（及方石英等）、伊利石（及白云母、绢云母等）、云母、蒙脱石（及贝得石等）、高岭石（及埃洛石等）、水铝矿（及一水软铝等）、赤铁矿（及针铁矿、褐铁矿等）、锐钛矿（及金红石、钛铁矿、刚玉等）。矿物的风化阶段是由影响因素（气温、水分、酸度和氧化还原电位）和本身因素（矿粒大小和矿物特殊性）以及时间决定的。

断键 broken bond 矿物破裂面两边的原子在互相分开时，其间的键随着断开，其上原有价电子仍能与别的原子键合。表面断键造成矿物表面多余电荷和能量上的不平衡，引发表面反应性。晶格破碎断键可以使得土壤胶体获得可变电荷。粘土矿物因晶格破碎边缘断键而产生的电荷，大多为负电荷，例如，晶格在硅层或铝层截面上断裂，Si—O—Si、Al—O—Al在断裂后，断面上留下Si—O─Si、Al—O─Al，从而带负电。因晶格破裂断键产生的负电荷，高岭石类最多，水云母次之，蒙脱石较少。

脱钾作用 depotassication 含钾矿物中的结合态钾被别的水合阳离子取代而获释的过程。风化作用强的温带湿润、酸性土壤中的矿物脱钾作用较强。如黑云母水化脱钾氧化形成水云母，云母在酸性条件下脱钾形成高岭石。大多数云母的层间阳离子以K+为主，有些K+ 可被Na+， Ba2+，Ca2+等其他离子代替。云母风化为水云母或蛭石时，晶层改变不多，仅层间K+被水化阳离子取代。当三八面体云母中的OH-有一部分被F-置换时，由于F-不至于对K+产生斥力，所以，K+牢固提高，云母风化与F-含量成反相关。

楔形带 wedge zone 云母片的水化脱钾作用由边缘向中心渐进，使薄片边缘作楔状张开形成的区域。钾的释放过程中，首先是含钾矿物的颗粒边缘膨胀， 导致颗粒边缘层面逐步打开，紧接着边缘破损形成楔形带，楔形带随层面打开而增加，随层内全部打开而减少。云母类矿物风化边缘的楔形区域内的K+，可被H+或NH4+交换，但不能为Ca2+、Mg2+等水化半径大的离子所交换。楔形区域内的K是土壤可交换性钾的组成部分。黏土矿物边缘一旦形成楔形区， 它对外源钾素的固定强度就会提高。这种楔形区可以在云母脱钾风化过程中形成，也可以通过土壤溶液中的钾离子或铵离子进入膨胀性矿物层间的复三方网孔后，引起晶层不均匀收缩形成。另外因在酸性土壤上施用石灰而使pH 值升高后，在层间失去复合羟基铝，导致晶层塌陷的同时，也可能形成楔形区。

形位效应 steric effect 亦称为“空间效应”。黏土矿物内表面的有限空间，对体形较大的离子团或分子在离子交换或吸附时造成特殊影响。空间形位是由于每个原子在分子中占据一定的空间产生的。如果原子间靠得太近，就有一个由于电子云重叠而产生的能量，这可能会影响分子构型。当分子内基团大小阻止了与小分子有关的化学反应就发生形位效应。空间位形有时候成为一个问题，但也可以成为有用的工具，可以通过利用其去阻止其他副反应发生而改变分子反应的部位。了解形位效应对于矿物的化学、生物化学等至关重要。形位效应在矿物化学中的影响是普遍的，可以影响反应速率和反应能量。

谐溶 congruent dissolution 矿物完全溶解后不产生沉淀的现象。不谐溶则是矿物在溶解过程中部分成分产生新的固体或沉淀的现象。把晶体置于不饱和溶液中晶体就开始溶解。由于角顶和棱与溶剂接触机会多，所以这些地方溶解快些。因而晶体可溶成近似球状。如明矾的八面体溶解后成近于球形的八面体。晶面溶解时，将首先在一些薄弱地方溶解出小凹坑，称为蚀像。镜下观察发现这些蚀像是由各种次生小晶面组成。不同网面密度的晶面溶解时，网面密度大的晶面先溶解，因为网面密度大的晶面网间距大，容易破坏。

不谐溶 incongruent dissolution 见“谐溶”

嵌插作用 intercalation 外来分子插入黏土矿物层间的过程。嵌插作用几乎发生在所有的黏土矿物中，嵌插反应特指在层状化合物片层之间插入中性分子如H2O、烷基胺、其它有机溶剂等的过程。与离子交换反应的共同点是均不破坏黏土矿物骨架结构，区别是离子交换反应伴随着层间离子的迁出，而嵌插作用仅是中性分子的迁入。嵌入的中性分子可能会与层间离子作用，最终以离子形式存在。如嵌入的H2O与H+作用，以H3O+的形式存在。而一般的烷基胺嵌入到层间以后均以铵盐的形式存在。最早发现的嵌插作用是石墨的阳极膨胀现象。黏土矿物层间距会随着嵌入分子的大小而相应发生改变，一般来说，嵌入分子越大，层间距扩大越多。嵌插作用与嵌入物质种类、浓度和黏土矿物层间电荷密度密切相关，其电荷密度越低，越有利于嵌入反应的进行。

土壤胶体 soil colloid 胶体又称胶状分散体，是一种均匀混合物。土壤胶体常指颗粒直径小于1微米的固相颗粒，也有材料中将土壤胶体定义为直径小于2微米的颗粒。这些颗粒分散于液体中形成胶状悬液。土壤胶体由无机胶体(或矿质胶体)、有机胶体和有机-无机复合胶体组成。土壤胶体是土壤中最细小和最活泼的部分，有巨大的比表面，表面带有电荷，可以发生离子吸附和离子交换等反应。因此土壤胶体有很高的反应活性，对土壤的性质有重要影响，如胶体含量的多少直接影响土壤质地的轻重和保水保肥能力；胶体对阴、阳离子的吸附作用影响土壤的供肥能力和酸碱度；有机-矿质复合体的形成可改善土壤的结构；土壤胶体还影响重金属和农药等污染物在土壤中的活性和生物有效性。（徐仁扣）

土壤胶体类型 type of soil colloid 土壤胶体按不同的标准可以分为不同类型。按化学组成，可将土壤胶体分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体；按表面性质，可将其分为土壤酸胶体、土壤碱胶体和两性胶体。（徐仁扣）

土壤有机胶体 soil organic colloid 指土壤中有机高分子化合物的细分散状态，具有胶体特性。土壤有机胶体由新鲜的或分解的动植物残体和微生物遗体所组成，主要有腐殖质、木质素、蛋白质、纤维素、树脂和其它复杂化合物。来自绿色植物物质的糖、淀粉和简单蛋白质最易分解，其次是粗蛋白质，再其次是半纤维素和纤维素，木质素最难分解。腐殖质是一种复杂有机化合物的混合物，呈黄棕色或暗色，主要由酚酸和其它芳香化合物、蛋白质和肽，以及糖类等有机化合物随机聚合而成，为无定形的复杂的和难于分解的胶体混合物。腐殖质主要包括胡敏酸(HA)、富啡酸(FA)和胡敏素。一般用氢氧化钠或焦磷酸钠从土壤中分离腐殖质，再根据其在稀碱、稀酸和中性盐中的溶解度的不同分离成不同组分。因为其表面含有丰富的含氧官能团如羧基、酚羟基、醇羟基、醌基、羰基和甲氧基，腐殖质在提高土壤肥力、土壤结构的形成、钝化重金属、吸附农药和其它有毒有机污染物等方面发挥重要作用。其中羧酸基和酚羟基有不同程度的离解，使腐殖质带负电荷，具有离子交换性能，这些酸性基团的离解度随pH升高而增加。

腐殖质的消光特性可以表征其分子量和缩合程度，通常用其在465纳米和665纳米波长处的消光度的比率(E4/E6)来说明，HA的E4/E6通常小于5.0，FA则为6.0-8.5。低E4/E6表示腐殖质的分子量和缩合程度增加，芳香结构较多；反之则说明芳香物质的缩合程度低，脂肪族结构较多。

腐殖质具有胶体的一般性质，在电解质作用下可以发生絮凝，其絮凝所需的电解质浓度视溶液的pH和电解质的本性而定，一般三价阳离子使腐殖质絮凝的能力大于二价阳离子，二价阳离子又强于一价阳离子。三价离子Fe3+和Al3+对腐殖质的絮凝能力很强。（徐仁扣）

土壤矿质胶体 soil mineral solloid 也称土壤无机胶体(土壤粘粒)，包括土壤母质中矿物的残屑和矿物的风化产物，除少量石英和长石等原生矿物外，主要为次生矿物，并主要由粘粒中的层状硅酸盐、凝胶类硅酸盐和氧化物组成。层状硅酸盐有水云母、蒙脱石、绿泥石、蛭石、高岭石、埃络石以及由这些矿物的单元晶层重叠成的间层矿物等。粘粒氧化物有水铝英石和铁、锰、铝、硅和钛等的氧化物及其水合物。

层状硅酸盐矿物中硅氧四面体与铝氧八面体(或镁氧八面体)按一定的方式结合，根据单元晶片结合方式的不同将这些矿物分为1:1、2:1、2:1:1型。高岭石和埃络石属1:1型矿物；水云母、蛭石和蒙脱石属于2:1型矿物。层状硅酸盐矿物结构中存在同晶置换现象，即四面体和八面体中心原子Si、Al和Mg被性质相似大小相近的其它低价阳离子取代，导致矿物表面带有永久负电荷。这是土壤胶体具有阳离子交换性能和土壤具有保肥能力的主要原因。

土壤中的氧化物在数量上比层状硅酸盐矿物低得多，但它们对土壤性质有重要影响，特别是热带、亚热带地区富含铁、铝氧化物的红壤和富含水铝英石的火山灰土。氧化物是土壤可变电荷的主要来源，是离子专性吸附的主要载体，对土壤团聚体形成有重要作用。

土壤的电荷主要集中在胶体部分，所以土壤的一些化学现象在其胶体部分表现得最为突出。因此，分离土壤胶体并对其进行研究，可以更有效地揭示土壤的化学性质。土壤胶体一般采用沉降法分离，先用过氧化氢溶液去除土壤有机质，然后用物理和化学方法使土壤颗粒在溶液中充分分散，根据不同粒径的土壤颗粒在水中沉降速度的不同，将胶体颗粒从土壤中分离出来。

土壤胶体分散在低浓度电解质溶液中，当颗粒间的静电排斥力与范德华引力相当时，胶体可保持长期稳定状态，但随着电解质浓度增加，胶体颗粒发生絮凝和沉降。除电解质浓度外，电解质种类、温度及离子在颗粒表面的专性吸附也影响胶体的稳定性。（徐仁扣）

有机矿质复合体 organo-mineral complex 土壤有机胶体与矿质胶体通过表面分子缩聚、阳离子桥接及氢键缔合等作用连结在一起的复合体。土壤粘粒与有机质的作用涉及库伦引力、范德华引力、阳离子键合、阴离子键合、氢键合和共价键合等机制。除与硅酸盐矿物发生表面缔合外，有机物还能进入膨胀性矿物的层间，形成复合体。铁、铝氧化物及其水合物在土壤有机无机复合体形成过程中发挥重要作用，这些氧化物除单独与有机物作用形成复合体外，还能充当层状硅酸盐矿物与有机质作用的“桥梁”，形成三元复合物。铁、铝氧化物形成过程中，有机物可以进入氧化物的结构网格中，形成有机矿质复合体，使其化学反应活性显著增加。土壤有机矿质复合体对土壤性质有重要影响。土壤有机矿质复合体是稳定性团聚体和土壤肥力形成的重要机制和物质基础,团聚体的形成改善土壤的物理性状，复合体中丰富的N、P为植物提供养分，复合体表面丰富的电荷和含氧官能团使其能够吸持养分和污染物，具有保肥能力和消纳污染物的能力。有机矿质复合体的形成也使有机物本身得到保护，吸附在粘粒矿物表面和膨胀性粘粒层间的多糖、氨基酸、肽和蛋白质不易被土壤微生物分解，稳定性提高。（徐仁扣）

土壤酸胶体 soil acidoid 主要出现在早期的土壤化学文献中，指表面带负电荷的有机和无机胶体物质，如黏土矿物和腐殖酸，其化学行为类似于弱酸。这类胶体物质表面能够吸附氢离子和各种其它阳离子。（徐仁扣）

土壤碱胶体 soil basoid 主要出现在早期的土壤化学文献中，指表面带正电荷的土壤有机和无机胶体物质，这类胶体物质表面可以吸附羟基和各种其它阴离子。（徐仁扣）

叠胶 tactoid 胶体悬液中颗粒絮凝时，颗粒平行定向重叠形成的胶体状态。（徐仁扣）

两性胶体 ampholytoid 表面既带正电荷又带负电荷的胶体，如热带、亚热带地区的可变电荷土壤胶体和铁铝氧化物胶体。两性胶体所带表面电荷的数量随介质pH的变化而变化，低pH下主要带正电荷，随着介质pH升高，胶体表面所带正电荷数量减少，负电荷数量增加。胶体表面所带的正电荷数量与负电荷数量相等时的介质pH值称为电荷零点。当介质pH小于电荷零点时，胶体表面带净正电荷(正电荷数量大于负电荷数量)；当介质pH高于电荷零点时，胶体表面带净负电荷。介质离子强度对两性胶体表面的电荷数量也有影响，一般随离子强度增加，胶体表面电荷数量增加。（徐仁扣）

土壤胶体动电现象 在固液相共存的体系中，当固相与液相作相对运动时所表现出来的电现象称为动电现象。产生动电现象的原因是土壤胶体表面带电荷，当带电的胶体颗粒分散在溶液中，在其表面形成扩散双电层。主要的动电现象有：电泳、电渗、流动电位和沉降电位。（徐仁扣）

扩散双电层 diffuse double layer; DDL 当带电的胶体颗粒分散在电解质溶液中，由于静电吸引，溶液中带反号电荷的离子(反荷离子)向表面靠近，同时离子的热运动又使离子向远离表面的方向扩散；溶液中带同号电荷的离子(同荷离子)呈相反的运动趋势。当静电吸引与热运动平衡时，在颗粒表面形成主要由反荷离子组成的扩散层，扩散层中反荷离子的数量随距表面的距离的增加而减小，同荷离子随距表面的距离增加呈相反变化趋势，离子呈扩散状分布。胶体表面的带电层称为紧密层，紧密层与扩散层合称为扩散双电层。带电固体与电解质溶解接触时在带电的表面也形成扩散双电层。

双电层理论是胶体化学的基本理论，它经历了一个不断完善的过程。从1853年Helmholtz提出的平行板双电层模型，到Gouy(1910)和Chapman(1913)提出的由反荷离子组成的扩散层学说，这一理论得到很大的发展。Stern(1924) 对Gouy-Chapman双电层模型进行进一步修正，考虑了被吸附离子的大小对双电层的影响，提出了Stern双电层概念和模型。该模型中，反离子与表面电荷之间由厚度为?的不带电层分开，这个不带电层称为Stern层。在Stern层中，介质的介电常数低，电位随距离增加呈直线下降。与Stern层连接的逐渐向液相延伸的为扩散层。Stern层之外的反荷离子的电荷分布与Gouy扩散层中反荷离子的电荷分布相同，其电位随距离增加呈指数关系下降。Grahame(1947)将Stern层进一步区分为由未水合的离子构成的内Helmholtz层和由水合离子构成的外Helmholtz层，使双电层理论得到进一步完善。（徐仁扣）

反荷离子 counter ion 分布在双电层扩散层中所带电荷与胶体颗粒表面所电荷符合相反的离子，称为反荷离子。当胶体颗粒表面带负电荷时，反荷离子为阳离子；当胶体颗粒表面带正电荷时，反荷离子为阴离子。反荷离子主要起平衡胶体颗粒表面电荷的作用，使胶体双电层体系呈电中性状态。双电层扩散层中反荷离子的浓度高于本体溶液中的，这也是带电胶体可对离子产生静电吸附的主要的原因。(徐仁扣)

Zeta 电位(动电电位) zeta potential; kinetic potential 当胶体悬液中的带电颗粒在电场中发生运动时，固相颗粒表面上的液体固定层与液体可移动部分之间的分界面(滑动面)上的电位称为动电电位或zeta电位(或?电位)。Zeta电位是表征胶体双电层特征的重要参数，其大小和正负符合主要决定于胶体颗粒的本性，也受外部条件的影响。胶体颗粒表面带正电荷时，zeta电位为正值；当胶体颗粒表面带负电荷时，zeta电位为负值。当外部条件相同时，zeta电位的绝对值随胶体颗粒表面电荷数量的增加而增大。影响zeta电位的外部因素主要有离子强度、pH和离子的专性吸附。Zeta电位的绝对值随体系离子强度的增加而减小。当胶体颗粒表面带可变电荷时，zeta电位会随体系pH的升高向负值方向位移。离子专性吸附影响胶体表面电荷，因而影响zeta电位。阳离子专性吸附使zeta电位向正值方向位移；阴离子的专性吸附使zeta电位向负值方向位移。Zeta电位一般用微电泳仪测定，通过测量悬液中胶体颗粒在电场中移动时的电泳淌度(胶体颗粒的移动速度)，根据Helmholtz-Smoluchowski方程 ?=4??u/?E可计算zeta电位数值，?为粘度；?为介电常数；E为电场强度。（徐仁扣）

动电电荷密度 electrokinetic charge density 当胶体悬液中的带电颗粒在电场中发生运动时，固相颗粒表面上的液体固定层与液体可移动部分之间的分界面(滑动面)上的电荷密度称为动电

电荷密度，动电电荷密度的数值小于胶体颗粒的表面电荷密度。胶体颗粒的动电电荷密度与zeta电位之间存在定量关系，随动电电荷密度的增加，zeta电位升高，二者成双曲线正弦函数关系。根据zeta单位的测定结果可以计算胶体颗粒的动电电荷密度： 1??(8??0nsKT)2sinh(?为动电电荷密度; ?为水的介电常数(25℃时为78.5)；ε0为真空中介电常数 (8.854?10-14 C/V?cm)；ns是离子对的数量；K是Boltzmann常数；z是离子价数；R摩尔其它常数 (8.314 J/mol?K)；F法拉第常数 (96487 C/mol)；T是绝对温度(K)。（徐仁扣）

等电点 isoelectric point，IEP 当胶体颗粒表面带可变电荷时，如铁铝氧化物颗粒，表面电荷和zeta电位的符号和数值随pH而变化。低pH时颗粒表面带净正电荷，zeta电位为正值；随着pH升高，表面正电荷逐渐减少，负电荷数量逐渐增多，当表面所带的正电荷和负电荷数量相等时，表面净电荷为0，此时的zeta电位为0，所对应的pH值称为等电位点(IEP)。理论上，胶体颗粒的等电点与电荷零点一致。当体系pH进一步升高时，表面带净负电荷，zeta电位为负值。等电点处zeta电位不受离子强度变化的影响，此时胶体的稳定性最低，易发生沉降。IEP可以通过测定胶体在不同pH下的zeta电位求得，在IEP-pH曲线上，zeta电位为0时所对应的pH即为IEP。（徐仁扣）

电泳 electrophoresis 带电的胶体颗粒在电场中会发生运动，带负电荷的颗粒向电场的正极移动，带正电荷的颗粒向电场的负极移动。这种现象称为电泳。根据胶体颗粒在电场中的移动速度(称为电泳淌度u)可以计算胶体的zeta电位。?=4??u/?E，?为粘度；?为介电常数；E为电场强度。(徐仁扣)

电渗 electroosmosis 胶体体系中固相具有多孔性，在外加电场作用下固相不动，渗透于固相空隙中的液相向与固相所带电荷相同的电极方向移动的现象。电渗也与zeta电位密切相关。在一支充满电解质溶液的毛管中，带电的管壁与附近液体可形成一定厚度的双电层，紧贴管壁的一层液体不能移动，另一部分处于可移动的液相中，其界面即为滑动面。如在毛管两端加一定的电位差(电场)，滑动面以外的液体发生移动，产生电渗现象。根据液体的移动速度可以计算毛管表面的zeta电位：?=4??V/q?E，?为粘度；V为单位时间流过毛管截面的液体体积；q为毛管的总截面积；?为介电常数；E为电场强度。（徐仁扣）

流动电位 streaming potential 当内表面带电荷的毛细管两端有压差时，反离子随液体一起流动，毛管两端因对流电流产生电位差，这个电位差称为流动电位。相似地，当电解质溶液在外压力作用下流过静止带电的多孔表面时，双电层的流动电荷在孔两端积累产生电场，于是在膜表面沿流动方向产生电位差，即为流动电位。根据流动电位可以计算毛细管内表面和膜表面的zeta电位，有如下关系式：

zF?) 2RTE流?P??式中E流为流动电位，P为毛细管两端的液压差，?为介电常数，?为粘度，k为溶液的比电导。（徐仁扣）

4??k

沉降电位 sedimentation potential 当悬浮在电解质溶液中的胶体颗粒受到外力(重力和离心力等)作用发生沉降(由上向下的移动)时，颗粒有脱离包围着它的双电层的扩散部分的倾向，因此沿运动方向产生电场，如在其运动的上下两侧放置电极，在两电极之间产生可测定的电位差，称为沉降电位。沉降电位的计算公式为：E沉=a3(??-??)n0g??/3k?，a为沉降的球形颗粒的半径；??和??分别为胶粒和液体的密度；n0为单位体积内的颗粒数；g为重力常数；k为液体的比电导；?为粘度；?为zeta电位。（徐仁扣）

土壤胶体稳定性 soil colloid stability 指胶体粒子在水(或溶液)中长期保持分散悬浮状态的特性，分为动力学稳定性和聚集稳定性。动力学稳定性指胶体由于布朗运动而无法下沉的特性；聚集稳定性指由于静电斥力或水化作用所引起的使胶体之间保持分散状态的特性。胶体稳定性主要受制于胶体颗粒之间的作用力，体系的离子强度(电极质浓度)是主要影响因素。电解质浓度很低时，胶体之间的排斥力使其呈稳定状态；在中等电解质浓度时，出现缓慢聚沉；在较高电解质浓度时，胶体颗粒可出现快速聚沉。胶体的稳定性可由DLVO理论得到解释，即胶体颗粒之间的静电排斥力和范德华引力的相对大小决定了胶体的稳定性。（徐仁扣）

胶体分散 colloidal dispersion 由一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物称为分散系。分散系中分散成粒子的物质称为分散质，另一类物质称为分散剂。带电的土壤胶体颗粒分散在水或电解质溶液中能形成胶体悬液。胶体颗粒在溶液中长时间保持分散状态的性质称为胶体的稳定性，胶体分散体系的稳定性主要决定于胶体颗粒之间的静电排斥力和范德华引力(DLVO理论)，当静电斥力大于范德华引力时，胶体悬液呈稳定状态。当环境条件发生变化或有其它物质加入时，胶体颗粒之间的两种作用力发生变化，导致斥力减小或引力增大时，颗粒之间的平衡遭到破坏，胶体颗粒发生絮凝。胶体的絮凝是与胶体分散相反的过程。（徐仁扣）

胶体絮凝 colloidal flocculation; colloidal coagulation 胶体颗粒在悬液中由布朗运动聚集由小变大，并从溶液中沉降析出的过程，也称为聚沉。电解质种类和浓度是影响胶体絮凝的重要因素。对于胶体分散体系，随着电解质浓度增加，体系离子强度增加，胶体双电层被压缩，扩散层厚度减小，胶粒发生脱稳凝聚。一价离子对胶体絮凝作用的大小顺序为：H+>Cs+>K+>Na+>Li+；二价阳离子作用的大小顺序为：Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+。铁、铝等高价阳离子在带负电荷的胶体颗粒表面的吸附会降低表面的电荷数量，减小颗粒之间的排斥力，促进絮凝，这种作用称为吸附和电性中和作用机理。同理，对带正电荷胶体颗粒组成的悬液体系，高价阴离子的吸附也加速胶体的絮凝。可变电荷土壤和铁、铝氧化物胶体颗粒表面带可变电荷，表面电荷的数量和符号随体系pH的改变而变化，因此体系pH是影响这类胶体稳定性和絮凝的主要因素。当体系的pH等于这类胶体的等电位点(IEP)和电荷零点(ZPC)时，胶体表面所带的正电荷和负电荷数量相等，胶体颗粒之间的静电斥力最小，胶体最易发生絮凝。当体系pH逐渐向IEP靠近时，胶体颗粒表面的净电荷数量逐渐减小，颗粒之间的排斥力减小，胶体的稳定性减小。当铝盐或铁盐等絮凝剂加入由带负电荷的胶体颗粒组成的悬液体系时，Al3+和Fe3+水解形成的带正电荷的胶体颗粒与带负电荷的胶体颗粒之间的扩散层的重叠导致的电性中和也促进了胶体的絮凝。（徐仁扣）

层间膨胀 interlayer swelling 膨胀性黏土矿物如蒙脱石与水或水蒸汽接触时，水分子可以侵入黏土矿物晶格的层间，引起矿物体积增大的现象。已发生层间膨胀的矿物如进一步与水接触，矿物的体积进一步增加，称为渗透膨胀。矿物发生层间膨胀的机制主要有两个方面，一是矿物层间的交换性阳离子与水发生水合反应，巨大的水合能可以克服矿物层间的吸引力；另一种机制认为，进入层间的水分子与矿物表面的氧原子形成氢键，导致层间膨胀。含膨胀性黏土矿物较多的土壤，如砂姜黑土，经过干缩湿胀的作用，土壤结构和空隙度发生变化，影响作物根系生长。在环境科学中，利用膨胀性矿物层间膨胀特性，在矿物层间引入特定的分子或离子，制备成柱撑或改性矿物，可以增加其对一些污染物的吸附能力，用于污水处理中。如经过季胺盐类表面活性剂改性的膨润土对疏水性有机污染物有很强的吸附能力。（徐仁扣）

土壤胶体粘度 viscosity of soil colloid 由于流体内分子的内摩擦而抵抗形变或阻止相邻流体层产生相对运动的性质。土壤胶体也有这种性质，土壤胶体粘度的变化与其水合作用、分散与聚沉作用有关。（徐仁扣）

临界电位 critical potential 胶体开始聚沉时的动电电位。大于临界电位时，胶体呈稳定状态；等于或小于临界电位时，胶体发生聚沉。（徐仁扣）

土壤黏粒 soil clay 土壤基质中土粒的粗细不同，土壤颗粒由粗到细是连续变化的，但为了研究和应用的方便，将土粒按粒径大小分为若干级别，每一粒径范围称为一个粒级。一般按土粒粗细分为石砾、砂粒、粉粒和黏粒。在国际制和美国制土粒分级标准中，将粒径小于2?m的土壤颗粒称为土壤黏粒。我国的土粒分级研究中多参照这一标准，将粒径小于2?m的土壤颗粒定义为土壤黏粒，也有研究中将粒径小于1?m的土壤颗粒定义为土壤黏粒。土壤黏粒是土壤颗粒中最细小的部分，也是性质最活跃的部分，对土壤的理化性质有重要影响。土壤黏粒也称为土壤无机胶体(或矿质胶体)。土壤黏粒一般采用沉降法提取，先将土体中有机质和碳酸盐除去，然后用分散剂(如NaOH)将土壤分散成悬液，再根据不同粒径的土壤颗粒沉降速度的不同将其分离。这一过程也称为提胶。（徐仁扣）

钙质黏粒 calcium clay 土壤黏粒表面的阳离子交换位被Ca2+饱和的黏粒。一般将土壤黏粒用CaCl2溶液多次处理，然后用水洗去多余的CaCl2，再用酒精洗涤直至溶液中检测不到Cl-为止，即制得钙质黏粒。（徐仁扣）

钠质黏粒 sodium clay 土壤黏粒表面的阳离子交换位被Na+饱和的黏粒。一般将土壤黏粒用NaCl溶液多次处理，然后用水洗去多余的NaCl，再用酒精洗涤直至溶液中检测不到Cl-为止，即制得钠质黏粒。（徐仁扣）

氢铝质黏粒 H-Al-clay 土壤黏粒表面的阳离子交换位被H+和Al3+所占据。一般用电渗析方法制备氢铝质黏粒，将土壤黏粒分散于水中并置于电析槽中，在电析槽两端用半透膜将其与两端的电极室隔开，将惰性金属电极置于电极室的水中，通过该电极在电析槽两端施加电场。在电场作

用下，电析槽中的阳离子通过半透膜向阴极室迁移，阴离子向阳极室迁移，土壤黏粒表面的阳离子交换位逐渐被H+和Al3+离子取代，成为氢铝质黏粒。氢铝质黏粒也是土壤黏粒所能达到的极端酸化状态。（徐仁扣）

土壤表面化学性质 soil surface chemical properties 土壤中的一系列化学反应主要发生在土壤固相物质的表面，土壤颗粒表面巨大的表面积和丰富的表面化学性质使土壤颗粒具有很高的反应活性。土壤表面带有电荷，而且这些电荷主要集中在土壤的胶体部分。土壤胶体表面带电荷是土壤具有一系列化学性质的根本原因。就表面位置而言，土壤胶体的表面一般分为内表面和外表面。内表面一般指膨胀性黏土矿物的晶层表面和腐殖质分子聚合体内部的表面。外表面指黏土矿物、氧化物和腐殖质胶体暴露在外面的表面。土壤中的高岭石、水铝英石等主要以外表面为主，蒙脱石、蛭石等以内表面为主。土壤电荷通过电荷数量和电荷密度两种方式对土壤性质发生影响。土壤吸附离子的多少主要决定于其所带电荷的数量；离子被吸附的牢固程度与土壤的电荷密度有关。土壤的电荷还影响离子在土壤中的扩散和迁移、土壤胶体的分散和絮凝等性质。(姜军，徐仁扣)

表面类型 surface type 根据土粒表面活性基团的不同，土粒表面大致可分为硅氧烷型、水合氧化物型和有机物表面型等三种类型。这三种类型的表面，在土壤中不是全部单独存在的，而往往是交错混杂、相互影响地交织在一起。在层状粘土矿物的表面上，可以包被着一些水合氧化铁和水合氧化铝胶体，或腐殖质胶体，将粘土矿物的一部分表面掩蔽，而使其显示出水合氧化物型或有机型表面性质。常常有一些杂质混入土壤胶体，例如碳酸钙在胶体表面上沉淀，使胶体的表面性质有所改变；还有些杂质或简单的有机物有可能进入膨胀性粘土矿物的层间，使粘土矿物的内表面性质发生改变。（姜军，徐仁扣）

硅氧烷表面 siloxane surface 2:1型粘土矿物的单位晶层是由八面体铝氧片或镁氧片夹在两层硅氧四面体片中间所组成。它所暴露的基面是硅氧烷（?Si-O-Si?），故称为硅氧烷型表面。云母的基面是最典型的硅氧烷型表面。蒙皂石、蛭石及它们的间层矿物的基面，都是硅氧烷型表面。高岭石和其它的1:1型粘土矿物，只有一半的基面是硅氧烷型表面。硅离子层与氧离子层组成的硅氧烷型表面不易离解，是疏水性表面。其电荷来源除断键外，主要靠Si4+部分地为Al3+所置换的同晶置换而产生的负电荷。这样产生的电荷不因pH、阳离子和电解质浓度的变化而变化，而且颗粒边面的羟基效应也很小。（姜军，徐仁扣）

水合氧化物表面 hydrous oxide surface 水合氧化物型表面指由金属和氢氧基组成的表面，一般用M-OH表示。M为粘粒表面的配位金属离子或硅离子，如铝醇（Al-OH）、铁醇（Fe-OH）和硅烷醇（?Si-OH）等。1:1型层状硅酸盐粘土矿物的羟基铝层基面、硅氧烷基面上因断键而产生的硅烷醇、无定形水合氧化物与氢氧化物胶体等都是水合氧化物型表面。

在湿润条件下，土壤中的氧化物表面几乎都水化了。在这种情况下，石英（SiO2）、赤铁矿（?-Fe2O3）、刚玉（?-Al2O3）的表面，本质上分别与硅凝胶（SiO2.nH2O）、针铁矿（?-FeOOH）、三水铝石[Al(OH)3]的表面是一样的。这些表面上的羟基直接与硅、铁、铝等离子结合，也可以

通过氢键与吸附水结合，因而很容易与吸附水相区别。水合氧化物型表面的羟基能与吸附水直接结合，这是水合氧化物型表面羟基与硅氧烷型表面惰性氧的显著区别。与硅氧烷型表面不同，水合氧化物型表面是极性亲水性表面。水合氧化物型表面质子的缔合和离解可以产生电荷。水合氧化物型表面质子的缔合或解离的程度，决定于表面附近质子的浓度。表面附近质子的浓度随土壤溶液的pH和电解质浓度的变化而变化，因此水合氧化物型表面，如硅醇基，产生的电荷是可变电荷。

氧化物表面的羟基可分为不同类型，与一个金属离子键合的羟基称为A型羟基，键合三个金属离子的羟基称为B型羟基，键合两个的则为C型羟基。A型羟基负电性相对较强，具有路易斯碱行为；B型羟基则正电性相对较强，具有路易斯酸行为；C型则介于A、B型之间。不同氧化物表面具有酸或碱行为的羟基数，或氧化物的酸碱度，决定于该氧化物金属离子的电荷数和离子半径以及水分子的极化度。

氧化物表面羟基的另一个重要特性是可以与一些阴离子和重金属阳离子发生化学反应，使这些离子发生专性吸附。磷酸根、F-和硫酸根等阴离子可以与氧化物表面的羟基发生配位体交换反应，并与氧化物表面的金属离子形成化学键，将羟基释放出来；重金属阳离子主要与表面羟基中的H发生交换反应，并把H+释放到溶液中。土壤中水合氧化物表面的存在是阴阳离子可在热带和亚热带地区可变电荷土壤表面发生专性吸附的主要原因。（姜军，徐仁扣）

层间表面 interlayer surface 层状硅酸盐矿物单元晶层由硅氧四面体片和铝(镁)氧八面体片构成，硅氧四面体片顶端带负电荷的氧，取代铝（镁）氧八面体片中位置相当的OH，通过共用氧相结合，构成层状硅酸盐矿物的单元晶层，层间表面定义为层状硅酸盐矿物的单元晶层之间的表面。2:1型层状硅酸盐矿物的单元晶层由两片硅氧四面体片中间夹一片铝（镁）氧八面体片组合而成，两片四面体片的顶端氧都朝向中间的八面体片。单元晶层的上下两面均为四面体片，底部具有复三角网孔的氧原子面，单元晶层之间通过静电力或范德华力结合。阳离子、水合阳离子、有机分子及羟基铝等均可进入层间，在层间表面发生吸附反应。（姜军，徐仁扣）

羟基表面 hydroxyl surface 1:1型层状硅酸盐粘土矿物的羟基铝层基面(Al-OH)、硅氧烷基面上因断键而产生的硅烷醇(?Si-OH)、无定形水合氧化物与氢氧化物胶体(Fe-OH、Al-OH)等，这类由金属和氢氧基组成的表面，称为水合氧化物型表面，又称羟基表面。羟基表面可以通过表面质子的缔合和离解产生可变电荷。（姜军，徐仁扣）

恒电荷表面 constant charge surface 黏土矿物表面的电荷不随环境条件如pH、电解质种类和浓度等的变化而变化，这类电荷称为永久电荷或称为恒电荷、结构电荷，具有这类电荷的胶体表面称为恒电荷表面。永久电荷由层状硅酸盐矿物内部四面体中的Si4+被Al3+所置换，或八面体中的Al3+被Fe2+和Mg2+置换而造成四面体或八面体中正电荷的亏缺而产生。由于同晶置换作用发生在晶格内部，因而产生的负电荷不受环境条件的影响。1:1型高岭类矿物除埃洛石有少量结构电荷外，高岭石、迪恺石、珍珠石和无序高岭石几乎没有同晶置换作用。2:1型层状硅酸盐矿物的硅氧四面体、铝氧八面体都可发生同晶置换，具有丰富的永久电荷。这是北方地区含2:1型矿物较多的恒电荷土壤具有很高的CEC的主要原因。（姜军，徐仁扣）

恒电位表面 constant potential surface 土壤中的有机物质、金属氧化物、水合氧化物和氢氧化物的表面以及层状硅酸盐矿物的断键边面，从介质中吸附离子或向介质中释放质子所产生的，随介质pH和电解质种类、浓度变化而变化的电荷，称为可变电荷。带有可变电荷，其电位取决于决定电位离子H+或OH-的表面称为恒电位表面。表面电位是指固体表面与溶液内部的电位差，以Φ0表示，主要取决于溶液中定电位离子的浓度。以水合氧化物表面为例，其定电位离子是H+和OH-，表面电位(Φ0)与H+的关系可表示为Φ0=2.303RT(pH0-pH)/F，pH0为电荷零点。（姜军，徐仁扣）

决定电位离子 potential-determining ion 在胶体悬液体系中决定固体颗粒表面电荷性质及数量的离子。对土壤粘土矿物、有机物质和氧化物，H+和OH-是最常见的决定电位离子。但是其他任何能够在胶体表面形成配位化合物的离子，由于配位吸附反应改变了土壤颗粒的表面电荷性质，这些离子也能成为决定电位离子。（姜军，徐仁扣）

表面羟基 surface hydroxyl 1:1型层状硅酸盐粘土矿物的羟基铝层基面(Al-OH)、硅氧烷基面上因断键而产生的硅烷醇(?Si-OH)、无定形水合氧化物与氢氧化物胶体(Fe-OH、Al-OH)等水合氧化物型表面上的羟基。表面羟基可以通过质子的缔合和离解产生电荷，电荷的性质和数量随介质pH和离子强度的变化而变化，是土壤可变电荷的主要来源。（姜军，徐仁扣）

硅烷醇基 silanol group 层状硅酸盐矿物断键边面上裸露的与硅原子结合的羟基(?Si-OH)。硅烷醇基在pH2以上不接受质子，带负电荷(?Si-O-)，在pH3-10之间不显示两性特性。（姜军，徐仁扣）

铝醇基 aluminol group 层状硅酸盐矿物断键边面上裸露的与铝原子结合的羟基(Al-OH)。铝醇基在通常pH条件下呈两性。在pH8以下，铝醇基可接受一个质子带正荷，但在pH8以上，带负电荷。（姜军，徐仁扣）

铁醇基 ferrol group 层状硅酸盐矿物断键边面上裸露的与铁原子结合的羟基(Fe-OH)。铁醇基是两性基团，大约在pH7以下带正电荷，pH7以上带负电荷。（姜军，徐仁扣）

羟基化作用 hydroxylation 土壤矿物，包括层状硅酸盐和金属氧化物中的氧原子，经水化作用形成羟基的过程。这个羟基化表面可以吸附氢离子，从而使土壤矿物表面带正电荷(质子电荷)，即表面羟基的质子化作用；表面氢离子也可以发生离解作用，使表面带负电荷，称为去质子化作用。这种吸附或解吸作用决定于溶液中氢离子的活度，即由pH值支配。（姜军，徐仁扣）

质子化作用 protonation 胶体表面的羟基通过吸附与质子（H+）相缔合的过程。也就是土壤矿物，包括层状硅酸盐，金属氧化物中的氧原子，经水化作用形成羟基，这个羟基化表面可以吸附氢离子，从而使土壤矿物表面带正电荷(质子电荷)，即表面羟基的质子化作用。有机胶体表面

的羟基和氨基(R-OH，R-NH2)也可以产生质子化作用，吸附H+而使表面带正电荷。（姜军，徐仁扣）

表面电荷 surface charge 土壤表面所带的静电电荷，区分为永久电荷和可变电荷两类。永久电荷主要来源于黏土矿物单元晶层中低价阳离子对高价阳离子的同晶置换；可变电荷主要来源于有机物表面的活性官能团离解产生的可变负电荷、层状硅酸盐矿物的边面和断键处铁醇基和铝醇基及铁铝氧化物表面羟基的质子化和去质子化产生的可变正电荷和可变负电荷。土壤表面电荷一般用离子吸附法测定，将土壤表面的负电荷和正电荷吸附位分别为阳离子和阴离子所饱和，再用另外一种中性盐将吸附的阴、阳离子释放进入溶液中，通过测定释放的阴、阳离子数量，可计算出土壤表面的正、负电荷数量。（姜军，徐仁扣）

永久电荷 permanent charge 层状硅酸盐矿物内部四面体中的Si4+被Al3+所置换，或八面体中的Al3+被Fe2+和Mg2+置换而造成四面体或八面体中正电荷的亏缺，矿物晶胞负电荷盈余，按电荷平衡原理须从溶液中吸附阳离子作为补偿。永久电荷的数量不随环境条件如pH、电解质种类和浓度等的变化而变化，也称为恒电荷或结构电荷。1:1型高岭类矿物除埃洛石有少量结构电荷外，高岭石、迪恺石、珍珠石和无序高岭石几乎没有同晶置换作用。2:1型层状硅酸盐矿物的硅氧四面体、铝氧八面体都可发生同晶置换，有丰富的永久电荷。蒙皂石的永久负电荷主要来自八面体中的铝被二价铁、镁、锌等离子所置换，小于总电荷量的15%的小部分负电荷可由四面体中的硅被铝置换所引起。水云母的永久负电荷主要来自四面体中的硅被铝置换，八面体中的铝有少量被二价阳离子置换，产生剩余负电荷。蛭石的永久负电荷主要来源于四面体中的硅被铝置换。晶形氧化铁矿物中的三价铁离子可被四价钛和锰离子所置换，从而产生永久正电荷。（姜军，徐仁扣）

结构电荷 structure charge 矿质胶体同晶置换过程中因置换离子的价数不等和电荷总数不同，而使胶体带有的电荷，也称为永久电荷，其性质和数量不随环境条件的改变而变化。（姜军，徐仁扣）

固有电荷 intrinsic charge 土壤无机矿物和有机胶体总共带有的电荷。包括层状硅酸盐矿物同晶置换作用产生的结构电荷、层状硅酸盐矿物断键边面、金属氧化物和有机官能团解离产生的可变电荷。（姜军，徐仁扣）

可变电荷 variable charge 土壤中的有机物质、金属氧化物、水合氧化物和氢氧化物的表面以及层状硅酸盐矿物的断键边面，从介质中吸附离子或向介质中释放质子所产生的，随介质pH和电解质种类、浓度改变而变化的电荷，称为可变电荷。可变电荷主要来源于四个方面。1) 水合氧化物表面。土壤粘粒组分中常见的铁、铝、锰、钛等金属氧化物、水合氧化物，例如针铁矿、三水铝石等，都是由与-O、-OH、-OH2基配位的金属离子八面体片组成，其表面的-O、-OH、-OH2基从介质中吸附或向介质中释放质子便产生可变正电荷或可变负电荷。2) 水铝英石和伊毛缟石属短序态非晶形物质，电荷以表面Si-OH，Al-OH，Al-OH2吸附或解吸质子产生的可变电荷为主。

3) 层状硅酸盐矿物边面因断键而产生可变电荷，如高岭石的边面，在不同的酸、碱性条件下，其表面电荷特性发生明显变化。4) 土壤中的有机物质，特别是腐殖质的分子结构中，含有多种功能团，如氨基、亚氨基、硫氨基、醇基、醛基、羧基、烯醇基、酮酸基、醌基等，这些功能团是有机物质表面产生可变电荷的重要来源。（姜军，徐仁扣）

质子电荷 proton charge 土壤层状硅酸盐矿物和金属氧化物中的氧原子经水化作用形成羟基。羟基化表面在低pH时可以吸附溶液中的氢离子，使土壤矿物表面带正电荷称为质子电荷。每个质子带一个正电荷。（姜军，徐仁扣）

正电荷 positive charge 土壤中的正电荷一般是由游离金属(Fe、Al、Mn)氧化物表面羟基质子化过程中形成的，方程式为M?OH?H?M?OH2。土壤游离氧化铁和氧化铝是正电荷的主要供体，但一般单位质量的氧化铝产生正电荷的数量高于氧化铁。在pH值足够低时，层状硅酸盐矿物的断键边面、有机物质官能团也可以接受质子而产生正电荷。这类正电荷称为可变正电荷，其数量随介质pH的升高而减小。另外，Ti4+可同晶置换氧化铁中的Fe3+，产生永久正电荷，但在土壤中比较少见。（姜军，徐仁扣）

负电荷 negative charge 土壤中的负电荷包括永久负电荷和可变负电荷。永久负电荷产生于层状硅酸盐矿物内部四面体中的Si4+被Al3+所置换，或八面体中的Al3+被Fe2+和Mg2+置换而造成四面体或八面体中正电荷的亏缺，矿物晶胞负电荷盈余。可变负电荷主要来源于四个方面。1) 水合氧化物，例如针铁矿、三水铝石等表面的羟基在高pH时向介质中释放质子便产生可变负电荷。2) 水铝英石和伊毛缟石等短序态非晶形物质，表面Si-OH，Al-OH解吸质子产生可变负电荷。3) 层状硅酸盐矿物边面因断键而产生可变负电荷。4) 土壤中的有机物质，特别是腐殖质的分子结构中含有羧基和酚羟基的离解是有机物质表面产生可变负电荷的主要原因。（姜军，徐仁扣）

表面电荷密度 surface charge density 土壤颗粒表面单位面积上的电荷数量称为电荷密度。由于胶体晶核的矿物组成的不同以及包被在晶核上的有机和无机胶膜的组成和状态的多样性，致使不同胶体的电荷数量和表面积也有所不同。因此，土壤的表面电荷密度不但在不同土壤胶体上不同，就是在同一胶体颗粒的不同部位也是不一样的。由于目前对胶体表面上电荷的位置和胶体表面积还不能做细致的区分，因此根据电荷数量和总表面积计算的表面电荷密度只是一种平均值。

表面电荷密度形成的机理包括有多种，包括1)土壤粘土矿物的同晶置换或质子缔合-解离所引起的固相表面功能团每平方米产生的电荷量，称为土壤固有表面电荷密度(σin)；2)土壤中矿物的同晶置换而带永久电荷的表面功能团在每平方米上电荷量，称为结构表面电荷密度( σ0)；3)净质子表面电荷密度σH可定义为：σH=F(qH-qOH)/S，式中：F为Faraday常数，qH和qOH分别为单位质量上土壤粘粒质子的选择性表面功能团上配位质子的电荷数与配位羟基的电荷数(mol)。土壤胶体颗粒的固有表面电荷密度、结构表面电荷密度、净质子表面电荷密度三者之间的关系可以表示为以下方程：σin=σ0+σH。除上述三种外，某些情况下还有内圈配合物表面电荷密度(σis)和外圈配合物表面电荷密度(σos)。内圈配合物表面电荷密度等于已与土壤表面功能团形成内圈配合物的离子(H+或OH-除外)净总表面电荷。外圈配合物表面电荷密度(σos)等于已与土壤表面功能团

??形成外圈配合物的离子的净总表面电荷。综上所述，我们可将土壤胶体颗粒的净总表面电荷密度用以下数学式表示：σT=σin+σis+σos= σ0+σH+σin+σos。（姜军，徐仁扣）

电荷零点 zero point of charge 土壤颗粒电荷零点(ZPC)是指土壤可变电荷表面所带电荷为零时体系的pH。土壤ZPC多用电位滴定法测定，其值受配位吸附的影响较大，配位吸附离子为阴离子时，ZPC值降低；配位吸附离子为阳离子时，ZPC值增大。ZPC是2:1型层状硅酸盐矿物含量较少，而Fe、Al氧化物含量较高的可变电荷土壤的表面电化学特征参数之一，是一个体系的特征参数，不受电解质浓度的影响。当土壤pH高于ZPC时，土壤表面带正电荷；当土壤pH低于ZPC时，土壤表面带负电荷。（姜军，徐仁扣）

净电荷零点 point of zero net charge 土壤颗粒的净电荷零点(PZNC)是指土壤颗粒表面吸附的阳离子与吸附的阴离子总量相等时体系的pH，即土壤颗粒表面的阳离子交换量与阴离子交换量相等时体系的pH，PZNC受电解质浓度和种类的影响。一般用离子交换法测定PZNC。在既带有永久负电荷，又含较多铁、铝氧化物的可变电荷土壤中，PZNC小于ZPC。（姜军，徐仁扣）

盐效应零点 point of zero salt effect 不同离子强度下决定电位离子H+和OH-在可变电荷表面的吸附量与介质pH的关系曲线相交于一点，该交点处的pH值称为盐效应零点(PZSE)。当pH=PZSE时，表面的可变正电荷的数量与可变负电荷数量相等，表面电荷量不随离子强度的变化而变化。PZSE通常用电位滴定法测定。（姜军，徐仁扣）

土粒电荷 soil particle charge 土壤无机胶体和有机胶体所带电荷的总和，包括层状硅酸盐矿物同晶置换产生的结构电荷、层状硅酸盐矿物断键边面、金属氧化物和有机官能团解离形成的可变电荷。（姜军，徐仁扣）

比表面 specific area 土壤的比表面积是指单位质量土壤颗粒外部表面积和内部孔结构的表面积之和，计量单位为m2/g。土壤胶体的表面可以分为内表面和外表面。内表面是指膨胀性粘土矿物层间的表面；外表面是指粘土矿物的外表面以及由腐殖质、游离氧化铁、游离氧化铝等包被的表面。由于层状铝硅酸盐粘土矿物大都为薄板状，并具有一定的厚度，因此它们都有基面和边面之分。但在实际测定中，目前只能粗略地区分为内表面积和外表面积，对基面面积和边面面积尚难加以区分。比表面是影响土壤表面性质的重要因素。土壤胶体，特别是土壤胶体中的无定形物质具有巨大的比表面积，因此具有很高的反应活性。粘土矿物或胶体对离子的吸附量亦与比表面密切相关或呈显著正相关，而胶体老化后，比表面急剧缩小，其阳离子交换量也随之显著地下降。在离子交换反应中，比表面更显示其重要性，不仅影响电荷密度，而且直接影响交换反应的速率。测定土壤的表面积的方法主要有气相吸附法和液相吸附法。（姜军，徐仁扣）

离子交换 ion exchange 稀溶液中的离子与土壤或矿物表面的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中的某些离子。离子交换是一种可逆的等当量交换反应。离子交换有两类，一类是阳离子交换，指的是溶液中带正电荷的离子与土壤或矿物表面的正电荷离子互相交换；另一类为阴离子

交换，则是带负电荷的离子互相交换。两种交换过程通常同时发生。离子交换可保持土壤肥力和达到土壤净化能力。科学家早在1850年就发现了土壤吸收铵盐时的离子交换现象。

唐南平衡 Donnan equilibrium Donnan F. G. （1870～1956），英国物理化学家，于1911年提出了半透膜平衡理论，后人称之为唐南平衡。由于有机大分子或大离子，如有机质或蛋白质不能透过半透膜，而溶剂等小分子却能自由通过，因此半透膜两边达到平衡时膜两边电解质的浓度并不相等。具体地说：若一侧为NaCl溶液，其离子能自由透过膜；另一侧为NaR溶液，其中R-离子不能透过膜。在两溶液均为稀溶液时，可以其离子活度视作离子浓度。于是在平衡时，上述系统中的Na+，Cl-和R-都是不均匀的。此理论可用于解释离子交换树脂对溶液中的离子进行交换时的平衡关系。

唐南方程 Donnan equation 当一个半渗透膜在盐溶液中达到平衡时，同一种阳离子在膜内、外浓度比是同种阴离子在膜内外浓度比的倒数，这个方程就叫做唐南方程。

比例定律 ratio law 当一个半渗透膜在盐溶液中达到平衡时，同一种阳离子在膜内、外浓度比是同种阴离子在膜内外浓度比的倒数，这个比例关系称为比例定律。

阳离子交换 cation exchange 土壤或矿物表面的阳离子具有可交换性能，在一定的物理化学条件下，不仅其表面的Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可被溶液中的阳离子交换下来，而且H+、多核金属阳离子、季铵盐离子也可被交换至溶液中。阳离子交换性是土壤或矿物等的重要特性，利用这一特性，可进行土壤或矿物的改性，如由钙基膨润土改性为钠基膨润土。

阳离子交换量 cation exchange capacity, CEC 指在pH值为7的条件下土壤或矿物等所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子总量，单位为mmol/100g土。土壤或矿物的阳离子交换容量（CEC）值愈大表示其所带负电量愈大，其水化、膨胀和分散能力愈强；反之，其水化、膨胀和分散能力愈差。目前测定CEC的方法分为两大类：一类是定氮蒸镏法，另一类是氯化钡-硫酸法。

有效阳离子交换量 effective cation exchange capacity, ECEC 指在pH值为7的条件下土壤或矿物等所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子能够被0.1M NH4OAc交换出来的量，单位为mmol/100g土。有效阳离子交换量越小，表明土壤或矿物对这些离子的吸附力越大。

可交换阳离子 exchangeable cation 在一定条件下，土壤胶体吸附阳离子与土壤溶液中的其他阳离子发生交换，这就是土壤阳离子的交换过程。能够参与交换过程的阳离子，叫交换性阳离子。

交换性盐基 exchangeable base 交换性盐基是指土壤胶体吸附的碱金属和碱土金属离子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+）的总和。测定交换性盐基的方法很多，NH4OAc是测定交换性盐基最常用的方法，NH4OAc淋出液含有土壤可交换的K+、Na+、Ca2+、Mg2+，直接用火焰光度法测定K+、

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