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

ＯＨＯＨＯＨ .......ＯＨ

顶层─────────────

底层─────────────

ＯＯＯ ........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

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

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+H2O

CH3COONa+HCl CH3COOH+NaCl

3 、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，羧基可以中和碱，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)8]4++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。