Утворення колоїдної міцели мінерального походження з кристалічною будовою ядра відбувається іншим шляхом - вбиранням іонів із навколишнього середовища. Ядро такої міцели складається, в основному, із вторинного мінералу групи алюмосилікатів, В цьому випадку катіони, переважно заліза й алюмінію, розміщені на гранях і в кутах кристалічної решітки мінералу, мають частину вільних валентностей і позитивний заряд, завдяки чому вони здатні притягувати іони з навколишнього середовища.

Значно слабкіше утримуються на поверхні ядра ті іони, які з катіонами кристалічної решітки утворюють важкорозчинні сполуки. Такими іонами є іони гідроксилу ОН-, фосфорної Р043- і кремнієвої SіО32- кислот. Внаслідок приєднання цих іонів навколо ядра утворюється шар, який щільно його оточує. Іони цього шару також мають частину вільних валентностей, проте заряд їх протилежний заряду катіонів ядра, тобто він негативний. Так формується потенціаловизначапьний шар. Заряд іонів цього шару і визначає потенціал колоїдної часточки. Електрокінетичний потенціал називається дзета-потенціалом (позначається літерою 5). У більшості ґрунтів він коливається від 20 до 60 мВ. Для компенсації заряду (зниження або знищення енергії) іони потенціаловизначального шару притягують катіони. Так створюється другий шар навколо ядра - шар компенсуючих іонів.

Кількість і склад катіонів, які надійшли у дифузний шар, значною мірою впливають на властивості ґрунту, оскільки всі реакції обміну і вбирання відбуваються, в основному, у поверхневому дифузному шарі міцели. Дифузний шар іонів є тільки у вологому ґрунті. Якщо ґрунт висихає, його іони переходять у нерухомий шар компенсуючих іонів.

Схема будови поверхневих шарів міцели мінерального колоїду принципово залишається однаковою і для органічних колоїдів, які мають аморфну будову.

4.Необмінне вбирання ґрунтом катіонів.

Невелика частина увібраних катіонів може бути необмінно поглинутою (закріпленою) ґрунтом, тобто вони не вилучаються катіонами солей, а міцно зв'язуються. В необмінній форм! можуть бути увібрані калій, амоній, рубідій, цезій, магній, кальцій.

Переходу катіонів в необмінну форму сприяє поперемінне висушування і зволоження ґрунту. Необмінне вбирання катіонів пов'язане із закріпленням їх у кристалічній решітці деяких мінералів. Таке вбирання катіонів властиве глинистим мінералам із тришаровою кристалічною решіткою здатною до розширення, - мусковіту, вермикуліту, іліту, монтморилоніту. Прийнято вважати, що необмінне вбирання катіонів зумовлене проникненням їх у міжпакетні простори кристалічної решітки глинистих мінералів. При наступному її скороченні катіони потрапляють у замкнуті гексагональні простори тетраедрних шарів.

Здатність до необмінного вбирання калію та амонію мають не тільки глинисті мінерали, а й гумусові речовини.

Поглинуті, або обмінні, катіони.Катіони компенсуючого шару колоїдних міцел називаються увібраними, або обмінними. Частина їх розміщена в нерухомому шарі, а інша в дифузному. Сума всіх увібраних катіонів у ґрунтовому вбирному комплексі (ГВК) називається ємністю вбирання. Величина ємності залежить від вмісту колоїдів у ґрунті і відповідно від його гранулометричного складу, наявності і складу мулистої фракції (мінералогічного складу). Ємність вбирання залежить також від вмісту гумусу. Оскільки гумусу у більшості ґрунтів не більше 5 %, то ємність вбирання зумовлена переважно мінеральними колоїдами.

Високу ємність вбирання мають суглинкові і глинисті чорноземи, солонці, лучні і торфові ґрунти. Вона в цих ґрунтах досягає 50-60 мг-екв/100 г ґрунту. У дерново-підзолистих ґрунтах легкого гранулометричного складу (піщаних і супіщаних) ємність вбирання становить 2-8 мг. екв/100 г ґрунту, їх величина для гумінової кислоти, ізольованої від ґрунту, становить близько 350, а ємність вбирання монтморилонітової глини - 80-100 мг. екв/100 г.

Більшість поглинутих катіонів є обмінними, тобто їх можна замінити або витіснити іншими катіонами. Лише незначна їх частина є необмінною. Найлегше реакції обміну відбуваються в зовнішньому дифузному шарі. Обмін між катіонами розчину і катіонами дифузного шару ґрунтового вбирного комплексу відбувається в еквівалентних співвідношеннях.

До складу увібраних, або обмінних, катіонів у ґрунтових колоїдів входить порівняно невелика їх кількість. Серед них перше місце належить катіону кальцію Са2+, який трапляється в усіх без винятку ґрунтах, але не в однакових кількостях, а залежно від типу ґрунту. Поряд з кальцієм в усіх ґрунтах знаходяться катіони магнію Мg2+, але в меншій кількості. У ґрунтовий вбирний комплекс можуть входити іони водню, алюмінію, натрію, амонію, калію тощо.

У грунтовий вбирний комплекс дерново-підзолистих ґрунтів, червоноземів і жовтоземів входять катіони кальцію, магнію, водню та алюмінію.

У чорноземних ґрунтах у поглинутому стані містяться переважно іони кальцію і магнію, а в південних чорноземах також і натрію.

У ґрунтах засушливих регіонів (каштанових, солонцевих) до складу поглинутих катіонів входять іони кальцію, магнію і натрію. Вміст останнього різко зростає. У болотних ґрунтах, крім іонів кальцію і магнію, можуть міститися іони водню, алюмінію, амонію, заліза (II). Увібраний калій є в усіх типах ґрунтів, але в незначних кількостях.

Залежно від складу увібраних катіонів, академік К. К. Гедройц, усі ґрунти поділив на насичені і ненасичені основами. До перших належать ті, у яких вбирний комплекс містить лише катіони металів-основи: Са2+, Mg2+, Na+. До других - ті, вбирний комплекс яких неповністю насичений основами, у ньому містяться іони водню та алюмінію.

Кількість увібраних, або обмінних, катіонів основ прийнято називати сумою обмінних основ. Відношення суми обмінних основ до ємності вбирання, виражене у відсотках, називається ступенем насиченості ґрунтів основами.

Склад і кількість обмінних катіонів впливає на властивості ґрунтів і на умови росту рослин. Найсприятливіші умови створюються у ґрунтах, насичених основами, типу чорноземів, у яких переважають іони Са2+ і Мд2+ при оптимальному співвідношенні між ними 4:1. Широко відома роль кальцію, як доброго регулятора коагуляції, його наявність у ґрунті сприяє коагуляції ґрунтових колоїдів та утворенню водостійких структурних агрегатів. Увібраний кальцій, осаджуючи