银的+1氧化态比其他过渡金属更稳定的原因主要归结于以下几点:
电子构型和稳定性:银(Ag)的电子构型为[Kr]4d10 5s1,其5s轨道上的单个电子较易失去,形成+1氧化态。由于d轨道电子已填满,这使得+1氧化态的银具有较高的稳定性。相比之下,其他过渡金属的d轨道电子未完全填满,因此它们倾向于形成更高的氧化态以稳定其电子构型[1]。
电离能:银的4d电子层紧缩,对外层5s电子的屏蔽较好,导致5s电子的有效核电荷较小,因此银的第一电离能最小,5s电子易于失去,形成+1氧化态[7]。而第二电离能(失去6s电子)则相对较大,使得+2氧化态不如+1氧化态稳定。
水合作用能:与铜相比,Cu2+与Cu+相比具有更大的水合能,这是前者在水溶液和固体中更稳定的原因。银的+1氧化态由于其较小的水合作用能,使其在水溶液中相对更稳定[6]。
周期反常性:银原子的4d电子层紧缩,导致5s电子呈松的状态,所以银的第一电离能最小,5s电子易于失去。4d电子紧缩导致第二电离能为最大,4d电子难以失去,因此+2氧化态不如+1氧化态稳定[7]。
综上所述,银的+1氧化态之所以比其他过渡金属更稳定,是由于其独特的电子构型、电离能、水合作用能和周期反常性共同作用的结果。这些因素使得银在+1氧化态时具有较低的能量状态和较高的化学稳定性。