Zweischichttonmineral
Zweischichttonminerale (hier Kaolinit) bestehen aus einer Abfolge von einer Tetraeder- und einer Oktaederschicht. O = Sauerstoff-Ion, OH = Hydroxid-Ion, Al = Aluminium-Ion, Si = Silizium-Ion. Grafik: USGS, public domain

Die Schichten oder Silikatschichten der Zweischichtminerale oder Zweischichttonminerale bestehen aus zwei aufeinander folgenden Ionen-Gittern (von griechisch ionos = Wanderer). In der einen Schicht sind nebeneinander immer vier Sauerstoff-Ionen um ein Silizium-Ion verteilt. Und zwar so, dass die Sauerstoff-Ionen, wenn man sie mit einer gedachten Linie verbindet, jeweils einen Tetraeder erzeugen (Tetraeder = von vier gleichseitigen Dreiecken begrenzter Körper). Daher heißt diese Schicht auch Tetraederschicht (= SiO4-Tetraeder). Die Tetraeder sind zur Seite hin durch jeweils ein gemeinsames Sauerstoff-Ion miteinander verbunden.

Zweischichttonminerale bestehen aus einer Abfolge von einer Tetraeder- und einer Oktaederschicht. O = Sauerstoff-Ion, OH = Hydroxid-Ion, Al = Aluminium-Ion, Si = Silizium-Ion. In der zweiten Schicht sind nebeneinander jeweils um ein Aluminium-Ion sechs Sauerstoff-Ionen gruppiert. Wenn man hier wieder die entsprechenden gedachten „Gitterlinien“ zieht erhält man einen Oktaeder (Oktaeder = von acht Flächen begrenzter Körper). Deshalb heißt diese Schicht Oktaederschicht (= AlO6-Oktaeder). Beide Schichten haben einige gemeinsame Sauerstoff-Ionen. Die übrigen Sauerstoff-Ionen der Oktaeder sind mit Wasserstoff-Ionen (= Protonen) verbunden. Deshalb befinden sich an einigen Ecken der Oktaeder OH-Ionen, auch Hydroxid-Gruppen genannt. Einzelne Tonmineralplättchen werden von mehreren derartigen Doppel-Schichten übereinander aufgebaut. Bei Zweischichttonmineralen kommen daher die OH-Ionen mit den Sauerstoff-Ionen der nächsten Doppel-Schicht in Kontakt, wodurch stabile Wasserstoffbrückenbindungen entstehen. Zweischichttonminerale sind deswegen nicht oder kaum quellfähig.

Das bekannteste Zweischichttonmineral ist der Kaolinit, benannt nach dem Berg Kaoling in der chinesischen Provinz Kiangsi, einem Abbauort von Porzellanerde. Nährstoffe können sich bei Zweischichtmineralen nur an den Außenflächen oder an Bruchflächen anlagern. Daher sind Böden, in denen Zweischichtminerale vorherrschen, nicht besonders fruchtbar. Diese Tonminerale entstehen vor allem bei intensiver Verwitterung wie zum Beispiel in den Tropen.