ce area)和表面能(surfaceenergy)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或體積物體的總表面積稱(chēng)為比表面積或比面，單位cm2·g-1或cm2·cm-3。物體分割得愈細小，單體數愈多，總面積愈大，比面也愈大（表1）和（表2）。
表1
立方體邊長(cháng)
（cm）
（cm2·cm-3）
1
0.1
0.01
0.001
0.0001
0.00001
0.000001
0.0000001
表2
土粒
（粒徑mm）
（cm2·g-1）
（粒徑mm）
（cm2·g-1）
中砂粒（0.1）
細砂粒（0.01）
粘粒（0.001）
實(shí)際土壤的顆粒形狀多種多樣，只有砂粒近似球形，但也不是光滑的球體，表面大多凹凸不平。如上所述，大部分粘粒、膠粒和一部分粉砂粒是片層狀。因此，實(shí)際土壤膠體的表面積和比面都大于單純的光滑的球體。
由于土壤膠體具有巨大表面積，從而具有巨大的表面能。因為物體表面分子與物體內部分子所處的條件不同，顆粒周?chē)Σ痪?，或不飽和，從而使表面分子產(chǎn)生一定的剩余自由能（稱(chēng)表面能）。表面能是膠體產(chǎn)生物理吸附（如對液體分子或氣體分子吸附的原因。
2土壤膠體的帶電性：土壤中所有膠粒都是帶電的（膠體的基本條件），這是土壤產(chǎn)生離子吸附和交換、離子擴散、酸堿平衡、氧化還原反應以及膠體的分散與絮凝等現象的根本原因。而這些反應都直接或間接關(guān)系到土壤的水、肥、氣、熱性質(zhì)，因此，土壤膠體的帶電性對土壤肥力性質(zhì)有重要影響。膠體電荷的來(lái)源由以下幾種途徑：
同晶異質(zhì)代換作用(isomorphicsubstitution)：層狀鋁硅酸鹽粘土礦物在形成時(shí)，中心離子可以被其它相近或稍大的同性離子代換而產(chǎn)生電荷，但礦物的結晶構造型式不變。
例如四面體中的硅可被鋁代換，八面體中的鋁可被鐵、鎂代換，晶體中產(chǎn)生了剩余負電荷，使晶層帶負電。由于這種電荷是晶體組成本身產(chǎn)生的，它不隨介質(zhì)pH值的變化而變化，所以稱(chēng)為永久負電荷(permanentnegative charge)或內電荷。
晶格破碎邊緣的斷鍵
膠體表面分子的解離或吸收離子而帶電荷
結晶的粘土礦物大部分表面都裸露著(zhù)—OH原子團，在一定條件下，當H+解離后，則使膠核帶負電，如H2SiO3和層狀硅鋁酸鹽粘土礦物中解離H+后使膠核帶負電。當OH-發(fā)生解離時(shí)，則膠核帶正電，如Fe(OH)3或Al(OH)3中的OH-解離后則帶正電。這種作用與普通酸堿解離相似，受溶液的pH影響，因此稱(chēng)為可變電荷(variablecharge)。
Fe(OH)3或Al(OH)3解離H+而成為帶負電的膠體，還是解離OH-而成為帶正電的膠體主要取決于溶液的pH值。
如：Al(OH)3在堿性環(huán)境中解離出H+離子：Al(OH)3+NaOH===Al(OH)2O-+Na++H2O
Al(OH)3在酸性環(huán)境中解離出OH-離子： Al(OH)3+HCl===Al(OH)2++Cl-+H2O
當土壤膠體解離陽(yáng)離子和陰離子數量相等，即膠體的正負電荷相等時(shí)，此時(shí)膠體懸液的pH值稱(chēng)為等電點(diǎn)(isoelectricpoint)。在土壤pH5—8的條件下，腐殖質(zhì)和鋁硅酸鹽等膠體都帶負電，表現為對陽(yáng)離子的吸附，只有Fe(OH)3和Al(OH)3帶正電，吸附陰離子。故土壤膠體在通常情況下以帶負電為主。
3土壤膠體的分散(dispersion of soil colloid)和凝聚(gelatination of soilcolloid)：膠體可以有兩種狀態(tài)。一種是溶膠，即溶液狀態(tài)的膠體，膠?；ハ嗯懦?，分散在溶液里；一種是凝膠，即絮狀無(wú)定形沉淀狀態(tài)的膠體，膠?；ハ嗄墼谝黄鸪奢^大的顆粒。
土壤膠體由于大多帶有負電荷，相互具有負電位，而互相排斥，不易凝聚。要使膠體凝聚，必須減小動(dòng)電電位，減小擴散層厚度，以減小排斥力和膠團之間的距離。如電解質(zhì)可使溶膠發(fā)生聚沉，因為加入電解質(zhì)后，離子濃度增大，部分擴散層中的反離子進(jìn)入非活性層，使擴散層變薄，動(dòng)電電位隨之降低。當擴散層全部反離子都轉入非活性層內，此時(shí)的ζ電位下降到零，膠粒呈電中性，很快凝聚沉淀。實(shí)驗證明動(dòng)電電位下降到零以前，就開(kāi)始凝聚。電解質(zhì)對膠體的凝聚作用受以下因素的影響：
電解質(zhì)的濃度愈大，愈能有效地中和異電膠體的電性，愈能減小擴散層厚度，使膠粒凝聚。
電解質(zhì)中異電離子的價(jià)數愈高，聚沉能力愈大，三價(jià)離子大于二價(jià)離子，二價(jià)離子大于一價(jià)離子；同價(jià)離子中，凝聚力大小與本身半徑和水化半徑有關(guān)，凡離子本身半徑大或水化后半徑小的離子凝聚力大，相反則小。電解質(zhì)陽(yáng)離子對于負電膠體的凝聚力大小順序如下：
Fe3+ > Al3+ > Ca2+> Mg2+ > H+ > K+> NH4+ > Na+
陽(yáng)離子凝聚力的大小，可從含有不同陽(yáng)離子的電解質(zhì)促使膠體凝聚時(shí)的濃度來(lái)證明，表3。
表3
電解質(zhì)名稱(chēng)
NaCl
NH4Cl
KCl
MgCl2
注：膠體的凝聚作用，有的是可逆的，有的是不可逆的。一價(jià)陽(yáng)離子所引起的凝聚作用是可逆的，二價(jià)和三價(jià)陽(yáng)離子引起的凝聚作用是不可逆的。因為二價(jià)或三價(jià)陽(yáng)離子凝聚力強，它們具有兩個(gè)以上的價(jià)鍵，可同時(shí)粘結在兩個(gè)膠粒上，使膠粒聯(lián)系得極緊密，使水分子不易滲入粒間孔隙而分散膠粒。只有在機械力的輔助下，才能破壞其膠結而水化。而一價(jià)陽(yáng)離子，如Na+，不能同時(shí)連接兩個(gè)膠粒，而且水化能力大，一旦遇水即可充滿(mǎn)水膜而使膠粒分散開(kāi)來(lái)。陽(yáng)離子這種凝聚作用的可逆和不可逆，與土壤結構的穩定性有關(guān)，鈣離子和腐殖質(zhì)膠結的結構具有水穩性，而鈉離子膠結的不具水穩性，就是這個(gè)道理。
農業(yè)上促進(jìn)土壤團粒結構形成措施的理論解釋?zhuān)和寥栏稍?、凍結過(guò)程中，水膜消失，也就加大了電解質(zhì)濃度，減小擴散層厚度，使膠?；ハ嗄鄱纬山Y構。生產(chǎn)上曬垡、凍垡等措施也就起了這個(gè)作用，所以曬、凍垡有利于土壤形成結構；相反，土壤水分過(guò)多，土壤溶液電解質(zhì)濃度相應減小，擴散層加厚，膠?；ハ嗯懦舛扇苣z狀。常年泡水的漚水田、爛泥田，土粒分散，缺少結構，通氣性差，栽秧后易產(chǎn)生浮秧，就是因為膠粒分散，土壤不沉實(shí)。這種情況下，施用石灰（CaO）、石膏（CaSO4），增加Ca2+濃度，對沉實(shí)土壤，改良土性，有明顯效果。
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