文档介绍：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
土
层
晶 颗
层 粒
比面
CEC
粘
结
胀缩性
类型
(nm)
间
(m2?
( cmol(+) ・ kg-1 )
性
矿
排列
大
g-1)
物
情况
联 小
结
力
可
塑
性
高 1:1 -OH
    强 大  5~ 20            5~ 15            弱             弱
岭
层与
石
O 层
相接
水 2:1 -O 层
    较 中  100~
20~ 40           中
中等
云
相接
强
120
等
母
中间
有 K
蒙 2:1 -O 层
 ~
弱 小  700~
80~ 100          强