三种主要黏土矿物高岭石水云母蒙脱石的性质

1、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

2、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A13+代Si4+,有时可在硅铝片中，一般以Mg2玳A13+一带负电-吸附负离

3、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 土矿 物结晶分子 层排列 情况晶格距离(nm)晶 层 间联 结 力颗 粒大 小比面(m2? g-1)CEC(cmol(

4、+) kg-1 )粘 结 性可 塑 性胀缩性高 岭 石1:1-OH层与O层相接0.72强大520515弱弱水 云 母2:1 -(D层 相接 中间 有K1.00较 强中10012020 40中 等中等蒙 脱 石2:1-(D层相接0.96 2.14弱小70080080100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

5、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，具交换力也愈大。例如氢离子就是这样，而 且氢离子水化很弱，通常 H+R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、写生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

6、大Mg2+ A13+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土壤中的碳酸、硅酸、胡敏酸等离解度很小的弱酸及其盐类，构成缓冲系统，也可缓冲酸和碱的变化。如醋酸和醋酸钠盐的缓冲:CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2OCH3COONa+HCl CH3COOH+NaCl3、土壤中两性物质的存在土壤中存有两性有机物和无机物，如蛋白质、氨基酸、胡敏酸、无机 磷酸等。如氨基酸，它的氨基可以中和酸，竣基可以中和碱，因此对 酸碱都具有缓冲能力。4、在酸性土壤中，铝离子也能对碱起缓冲作用2Al(H2O)63+2OH-Al2(OH)2(H2O)84+4H2O在极强酸性土壤中(pH<4),铝以正三价离子状态存在，每个 Al3+ 周围有6个水分子围绕，当加入碱类时，6