土壤胶体

（二）阳离子交换作用的基本特征 1、可逆反应 、 2、等价交换 、 3、受质量作用定律的支配 、
（三）影响阳离子交换的因素 (1)离子价： 高价离子交换能力＞低价离子 离子价： 高价离子交换能力＞ 离子价 (2)离子半径和离子水化半径 离子半径和离子水化半径 (3)离子的运动速度 离子的运动速度 (4)离子浓度 离子浓度 Fe3+ ＞ Al3+ ＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+ ＞Na+
硅氧四面体结构示意图
铝氧八面体结构示意图
硅氧片和水铝片 硅氧四面体和硅氧四面体之间通过共用氧原 子互相联结就形成了硅氧片 硅氧片。 硅氧片 铝氧八面体与铝氧八面体通过共用氧原子互 相连接就形成了水铝片 水铝片。 水铝片 硅氧片与铝氧片（水铝片）称为基本晶片。 晶片与晶片按一定方式堆叠就形成了粘土矿物 的晶层。
（二）胶体带有电荷 1、胶体带电的原因 永久电荷） （1）同晶替代 （永久电荷） 可变电荷） （3）表面分子的解离 （可变电荷）
（三）土壤胶体存在可改变的状态―凝聚与分 土壤胶体存在可改变的状态― 散 状态， 土壤胶体由两种存在的 状态，一种是胶体微 粒相当充分的分散在介质中胶体溶液， 粒相当充分的分散在介质中胶体溶液，称为溶 胶。 另一种是在外因作用下， 另一种是在外因作用下，胶体微粒聚合在一起 处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。 形成的 处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。
三、土壤胶体的构造
土壤胶体是一种分散系统。土壤胶体分散 土壤胶体是一种分散系统。 系统由胶体微粒（分散相） 系统由胶体微粒（分散相）和微粒间溶液 分散介质）两大部分构成。 （分散介质）两大部分构成。 胶体微粒在构造上可分为微粒核、 胶体微粒在构造上可分为微粒核、决定电 位离子层和补偿电位离子层三部分， 位离子层和补偿电位离子层三部分，决定 电位离子层与补偿电位离子层共同组成胶 体微粒的双电层。 体微粒的双电层。
（四）物理化学吸收作用 土壤的物理化学吸收作用也叫离子交换 作用， 作用，是指土壤胶体补偿离子层中的离 土壤溶液中的离子进行交换的作用。 子与 土壤溶液中的离子进行交换的作用。
（五）生物吸收作用 生物吸收作用是指土壤借助生活于其中 的微生物、 的微生物、植物根系以及一些小动物的 生命活动， 生命活动，把植物营养元素积累保存于 土体中的作用。 土体中的作用。 生物吸收具有三个特点： 生物吸收具有三个特点： 选择性（ 表聚性（ （1）选择性（2）表聚性（3）创造性
阳离子交换量（ 是指在一定PH （四）阳离子交换量（CEC) 是指在一定 时每1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子 干土所能吸附的全部交换性阳离子 时每 的厘摩尔数。 的厘摩尔数。 1、胶体含量 、 2、胶体类型 、 3、土壤PH值 、土壤 值
（五）盐基饱和度 指土壤中交换性盐基离子 （K+、Na+、NH4+、Ca2+ 、Mg2+等）总量占 阳离子交换量的百分数
蒙脱石： 两层硅氧片中间夹一层铝氧片构成蒙脱 石晶层。2：1型矿物。 晶层之间通过范德华力连接相连，联结 力弱。 胀缩性、粘结性、可塑性很强。 对水和阳离子的吸附力强，CEC=60-100 Cmol(+)/kg。 主要存在于风化度低的土壤中。
蒙脱石结构示意图
同晶替代 同晶替代是指组成矿物的中心离子被电 性相同、 性相同、大小相近的离子所替代而晶格 构造保持不变的现象。 构造保持不变的现象。 替代和被替代的离子大小要相近，只有 替代和被替代的离子大小要相近， 这样才能保证替代后的晶形不发生改变。 这样才能保证替代后的晶形不发生改变。
盐基饱和度（ ） 盐基饱和度（%）= 交换性盐基离子总量（ ± 交换性盐基离子总量（cmol/kg±） 阳离子交换量（cmol/kg±） 阳离子交换量（ ± ×100%
它与土壤酸碱反应关系密切。 它与土壤酸碱反应关系密切。
(六)影响交换性阳离子有效度的因素 a、交换性阳离子的饱和度
b、陪伴离子效应
土壤胶体颗粒的构造
胶核 土壤胶粒 土壤胶体分散系 土壤溶液 双电层 补偿离子层 定位离子层（内层） 非活性层 扩散层 反离子 层 胶粒
四、土壤胶体的性质 土壤胶体特性对土壤理化性质和肥力状 况起着巨大影响其中影响最大的特性有 三个： 三个： （一）土壤胶体的比表面积和表面能 （二）胶体带有电荷 （三）土壤胶体存在可改变的状态 ―――凝聚与分散 ―――凝聚与分散
胶体凝聚的稳定性
可逆凝聚 不可逆凝聚
五、 土壤的吸收的性能 1、土壤吸收性能的类型 土壤吸收性能是指土壤能吸收和保持土 壤溶液中的分子和离子悬液中的悬浮颗 气体以及微生物的能力。 粒、气体以及微生物的能力。 （一）机械吸收作用 机械吸收作用是指土壤对进入其中的固 体物质的机械阻留作用。 体物质的机械阻留作用。机械吸收作用 对养分的保存只能起部分极其有限的作 用。
二、层状硅酸盐粘土矿物
（1）构造特征 基本结构单位 构成层状硅酸盐粘土矿物晶格 的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。 的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。 硅氧四面体（简称四面体） ① 硅氧四面体（简称四面体）四面体的基本 结构是由一个硅原子和四个氧原子所构成。 结构是由一个硅原子和四个氧原子所构成。 简称八面体） ②铝氧八面体 （简称八面体）八面体的基本 结构是由1个铝原子和6个氧原子所构成。 结构是由1个铝原子和6个氧原子所构成。
影响胶体凝聚和分散的因素： 影响胶体凝聚和分散的因素： 因土壤中的胶体一般情况下带负电的为多， 因土壤中的胶体一般情况下带负电的为多， 作用。 所以加入阳离有使胶体凝聚的 作用。但多 种阳离子促使胶体凝聚作用的大小并不同。 种阳离子促使胶体凝聚作用的大小并不同。 一般规律是：离子价越大，其凝聚作用越强， 一般规律是：离子价越大，其凝聚作用越强， 同价阳离子中，离子半径大的， 同价阳离子中，离子半径大的，水膜厚度小 的离子凝聚作用强。 的离子凝聚作用强。土壤中常见的阳离子引 起胶体凝聚作用大小的顺序为: 起胶体凝聚作用大小的顺序为: Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+> H+> NH4+>K+>Na+
（一）土壤胶体的比表面积和表面能
比表面积也可叫做比面积，是指每单位重 比表面积也可叫做比面积， 或体积）物体的总表面积：比面积＝ 量（或体积）物体的总表面积：比面积＝ 表面积/ 表面积/重量 主单位为m /g、 /g。相同重量的物体， 主单位为m2/g、cm2/g。相同重量的物体， 颗粒分得越小，其比面积越大。 颗粒分得越小，其比面积越大。
（二）物理吸收作用 物理吸收作用是指土壤对分子态物质的 吸附保持作用。 吸附保持作用。
（三）化学吸收作用 化学吸收作用是指易溶性盐在土壤中转 变为难溶性盐而保存在土壤中的过程。 变为难溶性盐而保存在土壤中的过程。 这种吸收是化学反应为基础的， 这种吸收是化学反应为基础的，也称为 化学固定。 化学固定。
六、土壤阳离子交换作用
概念： （一）概念：土壤中带负电的胶体所吸附的阳离子与土壤溶液中的 阳离子互相交换， 阳离子互相交换，称为阳离子交换作用 Ca2+ NH4+ 土壤 胶粒 K+ 2+ + K+ + Ca +NH4 K+
土壤 胶粒
+3K+
交换性阳离子可分两种： 交换性阳离子可分两种：①致酸离子 H+ Al3+ ②盐基离子Ca2+ 、Mg2+、K+、NH4+、 盐基离子 Na+
（2）主要的层状铝硅酸盐矿物
高岭石： 单位晶层由一层硅氧片和一层铝氧片构 成。故称1：1型矿物。 晶层之间以氢键连接，联结力强。 可塑性、粘结性、粘着性、膨胀性很弱。 对水和阳离子的吸附力弱，CEC=3-15 cmol(+)/kg。 主要存在于风化程度较高的土壤中。
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高岭石结构示意图
高岭石结构示意图
硅氧四面体互相联结示意图
硅氧四面体联结成硅氧片,在平面 上形成六角形网眼
单位晶层 由于硅片和铝片都带有负电荷，不稳定， 由于硅片和铝片都带有负电荷，不稳定， 必须通过重叠化合才能形成稳定的化合 物。 硅片和铝片以不同的方式堆叠，形成层 硅片和铝片以不同的方式堆叠， 状铝硅酸盐的单位晶层。 状铝硅酸盐的单位晶层。两种晶片的配 合比例不同，而构成1 合比例不同，而构成1：1型、2：1型。
土壤化学性质
第五章 土壤胶体与与土壤吸收性能 第六章 土壤的酸碱性
一、土壤胶体的概念及种类 二、层状硅酸盐粘土矿物 三、土壤胶体的构造 四、土壤胶体的性质 五、 土壤的吸收性能 六、土壤阳离子交换作用
第一节土壤胶体与与土壤吸收性能 第一节土壤胶体与与土壤吸收性能
一、土壤胶体的概念及种类
土壤胶体：大小在1-1000nm（在长、宽和高三个方向上，至少有一 土壤胶体：大小在 （在长、宽和高三个方向上， 个方向在此范围内）的土壤固体颗粒。 个方向在此范围内）的土壤固体颗粒。分三种类型 （一）土壤无机胶体 1、 1、层状硅酸盐粘土矿物 （二）土壤有机胶体 （三）土壤有机无机复合体 2、 2、氧化物及其水合物