双电层

双电层：（1）决定电位离子层：是固定在胶核表面，并决定其电荷和电位一层离子。它是由胶体表面的分子解离为离子，或从溶液中吸附某一种离子而构成。（2）补偿离子层：由于胶体表面决定电位离子层带电，产生电场和静电引力，吸附土壤溶液中带相反电荷的离子，形成补偿离子层。

电荷的来源：1、同晶异质代换作用在自然界中，组成铝硅酸盐矿物晶层的硅四面体和铝八面体中并不完全是硅和铝离子，可以被其他想近或稍大的离子代换。例如四面体中的硅可被铝代换，八面体中的铝可被铁镁代换。这种离子代换作用只改变了矿物的化学组成，而矿物的晶体构造形式不变，叫做~。如硅氧片中的Si4+被Al3+所取代，水铝片中的Al3+被Mg2+、Fe2+所取代，而使晶层产生剩余负电荷。永久电荷（内电荷）：粘粒矿物晶层内的同晶置换所产生的电荷。电荷数量取决于同晶替代的多少。特点：不受pH的影响。

2：1型矿物带负电的主要原因。永久负电荷数量的多少依下规律：蒙脱石、蛭石＞水云母类＞高岭石2 晶格破碎边缘的断键在矿物风化破碎的过程中，晶体晶格边缘的离子有一部分电荷未得到中和，而产生剩余价键，使晶层带电3 胶核表面分子（或原子团）的解离（1）黏土矿物晶面上-OH的解离（2）腐殖质上某些官能团的解离（COOH）（3）含水铁、铝氧化物的解离（Al2O3.3H2O)（4）含水氧化硅的解离带电：净电荷可变电荷：随ph改变而产生的电荷

1:1型矿物特点：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。多出现于南方酸性土壤，如高岭石类

高岭石组黏粒矿物（1：1型矿物）1:1型单位晶层: 由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等

特点：(1) 1:1型单位晶胞（层）化学式：Al4Si4O10(OH)8 (2) 膨胀性小晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键(3) 电荷数量少同晶替代极少(4)颗粒较大（有效直径0.2～2μm）可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性弱

2:1型粘土矿物特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+，有时可在铝氧片中以Mg2+代Al3+→带负电→吸附阳离子。如蒙脱石，这类矿物多出现于北方土壤。

蒙脱石组黏粒矿物（2：1型矿物）2:1型单位晶层由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等特点：(1) 2:1型单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O (2) 膨胀性大晶层以分子引力联结，晶层间距：蒙脱石0.96～2.14nm 蛭石0.96～1.45nm (3) 电荷数量大同晶替代现象普遍(4) 颗粒较细，呈片状可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性显著，对耕作不利蒙脱石在我国北方土壤分布较广，蛭石分布在风化不太强而排水良好的土壤中

水化云母组黏粒矿物（2：1型矿物）水化云母(伊利石)组（又称2 :1型非膨胀性矿物）

特点：(1) 2 :1型单位晶胞化学式：K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O (2) 非膨胀性晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm (3) 电荷数量大同晶替代现象普遍，主要发生在硅片，电荷量较大，但部分被层间K+中和，有效电荷量少于蒙脱石(4) 可塑性等性质

土壤阳离子交换作用：土壤溶液在一定的ph值是，土壤能吸附的交换性阳离子的总量

盐基饱和度：土壤胶体上交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分率

盐基离子（Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋、NH4＋等）致酸离子H＋与Al3＋

土壤的酸度指土壤酸性的程度，以pH表示。它是土壤溶液中H＋浓度的表现，H＋浓度愈大，土壤酸性愈强。1．活性酸度活性酸度是指土壤溶液中游离氢离子所表现的酸度，通常用pH值来表示2、潜性酸指土壤胶体上吸附的H+或Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)2.50.5+所造成的酸性。因为它们进入溶液后才会显示出酸性，所以称之为潜性酸，常用1000克烘干土中氢离子的厘摩尔数表示。

土壤总碱度：土壤中碳酸根和重碳酸根的总量。碱化度=（交换性钠/阳离子交换量）x100% 是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分数

土壤缓冲性酸性或碱性物质加入土壤，土壤具有缓和酸碱反应变化的性能，就是土壤缓冲性，即酸碱缓冲性。

土壤缓冲性产生的原因（1）土壤中有许多弱酸——碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，当这些弱酸与其盐类共存，就成为对酸、碱物质具有缓冲作用的体系如HAc+NaAc体系

当加入HCl：NaAc+HCl = HAc+NaCl 当加入NaOH: HAc+NaOH = NaAc+H2O

2）土壤具有阳离子交换作用主要原因

当土壤溶液中H+增加时，胶体表面的交换性盐基离子与溶液中的H+交换，使土壤溶液中H+的浓度基本无变化或变化很小。

当土壤溶液中加入MOH时，解离产生M+或OH-，由于M+与胶体上交换性H+交换，H+转入溶液中，同OH-生成H2O，pH变化极小。（3）土壤中两性物质的存在

（4）酸性土壤中铝离子的缓冲作用在极强酸性土壤中（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个水分子中即有一二个解离出H+来中和OH-。这时带有OH-的铝离子很不稳定，与另一个相同的铝离子结合，在结合中，两个OH-被两个铝离子所共用，并且代替了两个水分子的地位，结果这两个铝离子失去两个正电荷

酸性土的调节改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和碱性、生理碱性肥料。

碱性土的调节改良碱性土可施用石膏、明矾、硫酸亚铁和硫磺等

植物生长发育所需的必需营养元素碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁