高いCECを示すモンモリロナイトの積層構造

ケイ酸とアルミニウムのみから形成される最も単純な2:1型粘土鉱物は、下図のような積層構造を持つパイロフィライトである。2:1層間が分子間力で緩く結び付くだけで横滑りしやすいため、ぬるっとした蝋のような感触があり、葉蝋石（ようろう石）と呼ばれる。パイロフィライトは、2:1層間に陽イオンが入らないので、CEC（Cation Exchange Capacity：陽イオン交換容量）が低い。



それに対して、アルミニウムの6分の1がマグネシウムに置き換えられたモンモリロナイトは、Ca型で考えた場合に下図のような積層構造となる。マグネシウムの電荷が+2であり、アルミニウムより1つ少ないため、片側のケイ酸がマグネシウムと結合せず自由になり、2:1層間にイオン結合を介してカルシウム（二価の陽イオン）を抱え込む形を作る。このカルシウムは、外部から与えられた水素イオンと容易に交換されるため、モンモリロナイトが高いCECを示す要因となっている。