三种主要黏土矿物（高岭石、水云母、蒙脱石）的性质

1、试比较三种主要黏土矿物（高岭石、水云母、蒙脱石）的性质。

(１) 高岭石（１：１型铝硅酸盐矿物）

由一个硅氧片和一个水铝片，通过共用硅氧顶端 的氧原子连接起来的片状晶格构造。

每个晶层的一面是OH离子组（水铝片上的），另一面是O离子（硅氧片上的），因而叠加时晶层间可形成氢键，使各晶层之间紧密相连从而形成大颗粒，晶粒多呈六角形片状。 其分子结构外形特征为

ＯＨＯＨ ＯＨ .......ＯＨ 顶层 ───────────── 底层 ─────────────

Ｏ Ｏ Ｏ ........Ｏ 许多晶片相互重叠形成高岭矿物

特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密，内部空隙小，电荷量少，单位个体小，分散度低。多出现于酸性土壤。如高岭石类。 高岭石的性质特点：

晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代， 因此无永久性电荷。但水铝片上的--ＯＨ 在一 定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。

晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱，富含高岭石的土壤保肥性差。

（2）蒙脱石类（ ２：１型铝硅酸盐矿物）

由两片硅氧片和一片水铝片结合成的一个晶片（层）单元，再相互叠加而成的。

每个晶层的两面均由O离子组（硅氧片上的），因而叠加时晶层间不能形成氢键，而是通过“氧桥”联结，这种联结力弱，晶层易碎裂，其晶粒比高岭石小。 特点：

胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+，有时可在硅铝片中，一般以Mg2+代Al3+→带负电→吸附负离子。

如蒙脱石，这类矿物多出现于北方土壤。如东北、华北的栗钙土、黑钙土和褐土等。

（３）水云母类 （２：１型粘土矿物）

结构与蒙脱石相类似，只是同晶替代产生的负电荷主要被钾离子中和,而少量被钙镁离子中和. 特点：

a、永久性电荷数量少于蒙脱石。

b、层与层之间由钾离子中和，使得各层相互紧密结合。形成的颗粒相对比蒙脱石粗而比高岭石细。其粘结性、可塑、胀缩性居中。 c、钾离子被固定在硅氧片的六角形网孔中，当晶层破裂时，可将被固定的钾重新释放出来，供植物利用。 三种主要粘土矿物的性质比较

粘结晶 分子晶格距离 晶颗比面 土 层 层粒 类型 (nm) 间 (m2?矿排列大g-1) 物 情况 联小 结力 CEC （cmol(+)·kg-1） 粘结性 可塑性 胀缩性 高1:1 -OH0.72 岭层与石 O层相接 水2:1 -O层云相接母 中间有K 1.00 强 大 5～20 5～15 弱 弱 较中 100～强 120 20～40 中等 中等 蒙2:1 -O层0.96～脱相接 2.14 石 弱 小 700～800 80～100 强 强

2、影响土壤阳离子交换量的因素有哪些？

1. 阳离子的交换能力

是指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换下来的能力。 主要决定于阳离子被胶粒吸附的力量（或称阳离子与胶体的结合强度），它实质上是阳离子与胶体之间的静电能。 影响阳离子交换能力的因素： a、离子电荷价 ：

M3+> M2+> M+（M表示阳离子）

库仑定律：离子的电荷价越高，受胶体典型的吸持力愈大，交换能力也越大

b、离子的半径及水化程度：

同价离子，离子半径越大，离子的水化半径越小，离子交换能力越强。 c、离子运动速度：

凡离子运动速度愈大的，其交换力也愈大。例如氢离子就是这样，而且氢离子水化很弱，通常H+只带一个水分子，即以H3O+的形态参加交换，水化半径很小，因此它在交换力上具有特殊位置。 阳离子交换能力顺序：

Fe3 + >Al 3+ >H + >Ca2 + >Mg 2+ >K + >NH4+ >Na+

3、写出土壤具有缓冲性的原因.

1 土壤胶体的阳离子交换作用是土壤产生缓冲性的主要原因 土壤胶体吸附有H+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+等多种阳离子。由于这些阳离子有交换性能，故胶体上吸附的盐基离子能对加进土壤的H+（酸性物质）起缓冲作用，而胶体上吸附的致酸离子能对加进土壤的OH-（碱性物质）起缓冲作用。 2 土壤溶液中的弱酸及其盐类组成的缓冲系统

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