Почему железо устойчиво в степенях окисления +3 и +2?

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть электронное строение атома железа и его ионов. Запишите это в тетрадь следующим образом: Железо (Fe) находится в 4 периоде, VIII группе, побочной подгруппе. Порядковый номер — 26. Электронная конфигурация атома железа: \[ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 4s^2 \] 1. Устойчивость степени окисления +2: При образовании иона \( Fe^{2+} \) атом теряет два электрона с внешнего \( 4s \)-подуровня. Конфигурация иона \( Fe^{2+} \): \[ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 \] Эта степень окисления характерна для железа во многих солях (например, в сульфате железа (II)), однако на воздухе такие соединения постепенно окисляются до +3. 2. Устойчивость степени окисления +3: При образовании иона \( Fe^{3+} \) атом теряет еще один электрон с \( 3d \)-подуровня. Конфигурация иона \( Fe^{3+} \): \[ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 \] Согласно правилу Хунда, подуровень, заполненный ровно наполовину (на \( d \)-подуровне это 5 электронов), обладает повышенной энергетической устойчивостью и симметрией. Именно поэтому ион \( Fe^{3+} \) является наиболее стабильным состоянием железа в обычных условиях. Вывод: Степень окисления +2 устойчива в отсутствие окислителей, так как удаляются внешние электроны. Степень окисления +3 является наиболее устойчивой благодаря формированию энергетически выгодного полузаполненного \( 3d^5 \)-слоя.