Электронное строение железа

Железо (Fe) — это элемент восьмой группы (побочной подгруппы) четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Его порядковый номер — 26, что соответствует количеству протонов в ядре и общему числу электронов в нейтральном атоме. Основные характеристики

• Символ: Fe (Ferrum)
• Заряд ядра: +26
• Количество электронов: 26
• Тип элемента: d-элемент (переходный металл)

Распределение электронов по уровням Электроны в атоме железа распределены по четырем энергетическим уровням в соответствии с принципом наименьшей энергии, принципом Паули и правилом Хунда:

• 1-й уровень (K): 2 электрона
• 2-й уровень (L): 8 электронов
• 3-й уровень (M): 14 электронов
• 4-й уровень (N): 2 электрона

Электронная конфигурация Полная электронная формула железа записывается следующим образом: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^2$Сокращенная электронная конфигурация (через инертный газ аргон): $\left[Ar\right]3d^{6}4s^2$Особенности заполнения: Железо относится к семейству d-элементов. Согласно правилу Клечковского, сначала заполняется подуровень $4s$, а затем начинается заполнение $3d$-подуровня. У железа на $3d$-подуровне находится 6 электронов, что делает его валентным слоем наряду с внешним $4s$-подуровнем. Валентные возможности и степени окисления Валентными электронами железа являются электроны внешнего уровня ( $4s^2$) и предвнешнего d-подуровня ( $3d^6$).

1. Степень окисления +2: Атом теряет два электрона с внешнего $4s$-подуровня.
   • Конфигурация $F{e}^{2+}$: $\left[Ar\right]3d^6$
   Степень окисления +3: Атом теряет два электрона с $4s$-подуровня и один электрон с $3d$-подуровня. Образующаяся конфигурация $3d^5$ является энергетически выгодной, так как подуровень заполнен ровно наполовину.
   • Конфигурация $F{e}^{3+}$: $\left[Ar\right]3d^5$
   Степень окисления +6: Проявляется в редких случаях (ферраты), когда задействуются почти все d-электроны.

Распределение по квантовым ячейкам (графическая схема) Для внешнего и предвнешнего уровней ( $3d^{6}4s^2$):

• 4s-подуровень: Одна ячейка с двумя спаренными электронами ().
• 3d-подуровень: Пять ячеек. Согласно правилу Хунда, сначала в каждую ячейку помещается по одному электрону (), а шестой электрон образует одну пару () в первой ячейке.
  • Схема 3d: [] [] [] [] []

У атома железа в основном состоянии имеется 4 неспаренных электрона. Я могу составить для вас таблицу сравнения электронного строения железа и его ионов ( $F{e}^{2+}$, $F{e}^{3+}$) или подготовить обзор химических свойств этого металла. Хотите, чтобы я сделал это?