由原生矿物经化学风化生成的新矿物，它的成分与母岩的完全不同，颗粒细小，多呈针状、片状等，具有很大的比表面积，吸水能力强。此外，影响土的工程性质的，还有土粒之间的相互作用力，而粒间的相互作用力又与矿物颗粒本身的原子、分子的排列有关与原子分子间的键力有关。次生矿物主要是三种黏土矿物，即高岭石、伊利石和蒙脱石。
黏土矿物是一种复合铝-硅酸盐晶体，由硅片和铝片构成的晶胞叠成。硅片的基本单元是硅氧四面体，由1个居中的硅离子和4个在角点的氧离子构成（见图2.1a），6个硅氧四面体组成一个硅片（见图2.1b），简化图形见图2.1（c）。
图2.1 硅片的结构
铝片的基本单元是铝-氢氧八面体，由1个铝离子和6个氢氧离子构成（见图2.2a），4个八面体组成一个铝片（见图2.2b），简化图形见图2.2（c）。
图2.2 铝片的结构
黏土矿物由于沉积离子环境和风化程度不同，硅片和铝片的组叠形式不同，从而造成矿物颗粒形状、大小不同，性质也不同。如蒙脱石的结构单元是由两层硅片之间夹一铝片所组成的三层型晶胞，晶胞之间键力很弱，很容易为具有氢键的水分子楔入而分开；位于中间层铝片中Al 3+ 被低价Mg 2+ 替换，晶胞中多余的负电荷，吸引周围低价阳离子，这种阳离子吸引极性水分子成为水化离子填充与晶胞之间，使得晶胞距离增大，在水源充足情况下可以完全分散成成单晶胞（见图2.3a），因此蒙脱石具有极强的可塑性、压缩性、强度低、渗透性差，具有较大的吸水膨胀性失水收缩性。
图2.3 黏土矿物的晶格构造
伊利石的晶胞与蒙脱石的晶胞相同，但由于沉积环境不同，硅片中的Si 4+ 被低价Al 3+ 、Fe 3+ 替换，因而相邻晶胞间将出现若干K + 以补偿正电荷的不足，嵌入的K+增强了晶胞间的联结作用（见图2.3b），所以伊利石的结构优于蒙脱石，其膨胀性和收缩性都弱于蒙脱石。
高岭石的晶胞结构是1∶1型，晶胞之间的联结是硅片的氧原子与铝片的氢氧基之间的氢键，作用力较强，因此晶胞结构更加稳定，晶胞之间的距离不易改变，水分子不能进入（见图2.3c），晶胞活动性较小，使得高岭石的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石和蒙脱石。