В процессе перехода от атома железа в нейтральном состоянии (( \text{Fe}^0 )) к иону железа с зарядом +3 (( \text{Fe}^{3+} )), атом железа теряет электроны. Рассмотрим этот процесс более подробно.
Исходное состояние: Атом железа (( \text{Fe}^0 )) в нейтральном состоянии имеет электронную конфигурацию ( [\text{Ar}] \, 3d^6 \, 4s^2 ). Это значит, что в третьем энергетическом уровне находится 6 электронов в подуровне ( 3d ) и 2 электрона в подуровне ( 4s ).
Переход к иону ( \text{Fe}^{3+} ): При образовании иона ( \text{Fe}^{3+} ), железо отдает три электрона. Первые два электрона удаляются из подуровня ( 4s ), так как это наименее прочно связанные электроны в валентной оболочке. Затем, один электрон удаляется из подуровня ( 3d ).
Конечное состояние: Ион ( \text{Fe}^{3+} ) имеет электронную конфигурацию ( [\text{Ar}] \, 3d^5 ). То есть, в результате потери трех электронов, ион железа приобретает положительный заряд ( +3 ).
Таким образом, атом железа теряет три электрона в ходе окисления от ( \text{Fe}^0 ) до ( \text{Fe}^{3+} ). Этот процесс можно свести к следующей полу-реакции:
[ \text{Fe}^0 \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^- ]
Где ( 3e^- ) обозначает три отданных электрона.