永久電荷

永久電荷亦稱恆電荷或結構電荷。礦物晶格內因離子同晶置換產生的電荷。它可以分為永久負電荷和永久正電荷。具有這種電荷的膠體表面稱為恆電荷表面。層狀矽酸鹽礦物內部四面體中的Si4+被AP+置換，或八面體中的AP+被Fe24和置換而造成四面體或八面體中正電荷虧缺，礦物晶胞負電荷盈餘，從而使礦物表面帶負電荷，按電荷平衡原理須從溶液中吸附陽離子作為補償。

這種電荷的數量不隨環境條件如pH、電解質種類和濃度等的改變而變化，故稱為永久負電荷。1：1型高嶺類礦物除埃洛石有少量結構電荷外，高嶺石、迪開石、珍珠石和無序高嶺石中幾乎沒有同晶置換作用，故永久電荷很少。2：1型層狀矽酸鹽礦物的矽氧四面體、鋁氧八面體都可發生同晶置換，有豐富的永久電荷。蒙皂石的永久負電荷主要來自八面體中的鋁被二價鐵、鎂、鋅等離子置換，由四面體中的矽被鋁置換所產生的負電荷量小丁總電荷量的15%。水雲母的永久負電荷主要來自四面體中的矽被鋁置換，八面體中有少量鋁被二價陽離子置換，產生剩餘負電荷。蛭石的永久負電荷主要來源於四面體中的矽被鋁置換。當礦物晶格中的低價陽離子被高價陽離子同晶置換時，產生永久正電荷。例如，晶態氧化鐵礦物中的三價鐵離子可被四價鈦和四價錳離子置換，從而產生永久正電荷。大多數土壤的永久電荷是負電荷，但在某些高度風化的熱帶土壤，尤其是富含鐵、鋁氧化物的氧化土，甚至少數溫帶地區的土壤中，發現有永久正電荷。永久負電荷和永久正電荷可以共存於同一土壤中。