粘土晶体组成单位

粘土矿物从很稀的溶液中生成。这种溶液的组成单位总是包括硅酸： 上图将图中的氢原子略去后可用下图表示：

这些组成单位可连接起来，并在连接过程中将水分子挤出：

这种连接容易形成，同样也容易拆开。这意味着连接过程具有可逆性。然而，在这种过程中形成及断开的键却是强有力的共价键。在这些似乎矛盾的陈述的后面还隐藏着一个秘密。这就是交换。如果一个牢固的键可以通过水分子的适当增减换成另一个键，那么这种键的性质实际上相当不稳定。然而，一旦这些键脱离与水的接触并被晶体深深包藏其中，它们就不再容易形成或断裂而变得比较稳定。

合成粘土晶体所需的其它物质单位包括水合金属离子。这是一些带正电荷的金属离子，其周围通常有六个水分子。如果先不去理睬这种金属离子所带的电荷，那么，这种离子的结构可用下图表示：

这些水合金属离子同样能够以一种可逆方式相互连接，从而合成较大的结合牢固的结构，如图所示：

或者，硅酸单位可能与水合金属离子相连接，如图所示：

粘土晶体的组成单位不断相互连接，已形成的连接又不断地断裂。这种连接和断裂过程为找到一种特别稳定的结合方式提供了可能。这种特别稳定的结构一旦形成就会继续存在下去。（这是任何一种结晶过程均具有的典型特征。）高岭石和云母类晶体层所代表的就是这样一些特别稳定的结构。一个粘土晶体的自行合成需经过无数次连接和断裂，即使是最小的粘土晶体也是如此。