カオリナイト
カオリナイトは長期の風化作用によって花崗岩などの長石が分解して生成される。 このためカオリナイトを含む粘土の多くは不純物を含んでおり、それらは元の岩石が何であったかによって異なる。 また、風化作用の結果として生成するためカオリナイト自身は最も反応性の低い粘土鉱物である。
カオリナイトはアルミニウムの水酸化合物の八面体とケイ素の酸化物の四面体が1:1で構成する薄い層からなり、それらは水分子による水素結合やファンデルワールス力による結合をしている。そのためカオリナイトには吸水性がある。この二つの化合物は土壌ではそれぞれ別の化合物と反応する。 ゆえに乾くと水分子が消えて体積が5%前後小さくなり、近隣の層が癒着して動くようになる。 このときは水分子でなく水酸基によって互いに水素結合している。 水素結合によって結合している各層は強固で、容易に分離することはできず、容易には分離できないバリアを生成する。 このためカオリナイトの堆積物は堆積時に水溶していた物質を捕獲・保存することができる。
スメクタイトとは異なり、カオリナイトは非膨張性であり、その高い分子安定性の結果、同型置換は限定的か存在しない。
しかしpHにより性質を変える特徴を持ち、周囲のpHに応じて金属を吸着し層の辺縁と表面層の水素イオンを放出するか、あるいはその反応を阻害する(陽イオン交換樹脂と似た性質である)。
この性質のために土壌には陽イオンを保持・交換して栄養分を制御する能力があり、それを定量化したものをCEC(陽イオン交換容量)という。この能力により土壌は植物との間に相互作用を持つ。また汚染物質との間にも相互作用を持つ。
カオリナイトはCECが特に高いことが知られている。pHでほとんど変化しないこの性質はイライトと同じように、カオリナイトに永久電荷の主たる供給源があることを示唆する。一方で、カオリナイトにおいては各層間の永久電荷よりも水酸基による変位電荷のほうが卓越しているためなんらかの実験不備があったことを疑う意見もある。
この金属の吸着は土壌の物性に変化を及ぼす可能性がある。Pb(鉛イオン),Cd(カドミウムイオン),Zn(亜鉛イオン)の吸着はカオリナイトに負荷を与える可能性がある。カオリナイトの扱い方によって変化は異なるが、膨張・分子の構造中の圧力・凝結・せん断強度の低下・透水係数や圧縮性の上昇が起こると考えられている。また、陽イオン交換により層間のファンデルワールス力の変化も主張されている。こうした変化はカオリナイトの層状構造に空隙が生じたことを示唆する。イオンの吸着によって層内の原子同士のファンデルワールス力が低下しても同様の空隙が生ずる可能性はある。しかし層内のファンデルワールス力がどのような影響を受けているかはわかっていない。
長石などが変質して生じる。ろう石の中に含まれる。
日本では、岡山県備前市三石、広島県庄原市勝光山が産地として有名。