Cấu hình electron biểu diễn sự sắp xếp của các electron xung quanh hạt nhân của một nguyên tử. Nó giúp các nhà hóa học hiểu rõ cách các nguyên tố hình thành liên kết hóa học. Cấu hình electron có thể được viết bằng cách sử dụng bảng tuần hoàn hoặc biểu đồ cấu hình electron.
Để viết cấu hình electron của sắt (Fe), trước tiên chúng ta cần biết số lượng electron của nguyên tử Fe (có 26 electron). Sau khi có cấu hình của Fe, các ion sẽ đơn giản hơn. Khi viết cấu hình, chúng ta sẽ đặt tất cả 26 electron vào các orbital xung quanh hạt nhân của nguyên tử sắt.
Khi viết cấu hình electron cho sắt, hai electron đầu tiên sẽ đi vào orbital 1s. Vì 1s chỉ có thể chứa hai electron, hai electron tiếp theo cho sắt đi vào orbital 2s. Sáu electron tiếp theo sẽ đi vào orbital 2p. Orbital p có thể chứa tối đa sáu electron. Chúng ta sẽ đặt sáu electron vào orbital 2p và sau đó đặt hai electron tiếp theo vào 3s. Vì 3s hiện đã đầy, chúng ta sẽ chuyển sang 3p, nơi chúng ta sẽ đặt sáu electron tiếp theo. Bây giờ chúng ta chuyển sang orbital 4s, nơi chúng ta đặt hai electron còn lại. Sau khi 4s đầy, chúng ta đặt sáu electron còn lại vào orbital 3d và kết thúc bằng 3d6.
Do đó, cấu hình electron của sắt sẽ là 1s22s22p63s23p64s23d6.
Lưu ý rằng khi viết cấu hình electron cho một nguyên tử như Fe, 3d thường được viết trước 4s. Cả hai cấu hình đều có số lượng electron chính xác trong mỗi orbital, đó chỉ là vấn đề về cách viết ký hiệu cấu hình electron.
Do đó, chúng ta có 1s22s22p63s23p63d64s2.
Đối với ion Fe2+, chúng ta loại bỏ hai electron từ 4s2, ta được: 1s22s22p63s23p63d6.
Đối với ion Fe3+, chúng ta loại bỏ tổng cộng ba electron (hai từ 4s2 và một từ 3d6), ta được 1s22s22p63s23p63d5. Như vậy, cấu hình electron của ion Fe3+ là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5. Sự khác biệt cấu hình electron này ảnh hưởng đến tính chất hóa học của Fe, Fe2+ và Fe3+.
Ký hiệu cấu hình cung cấp một cách dễ dàng để các nhà khoa học viết và truyền đạt cách các electron được sắp xếp xung quanh hạt nhân của một nguyên tử. Điều này giúp dễ dàng hiểu và dự đoán cách các nguyên tử sẽ tương tác để tạo thành liên kết hóa học, đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu về phức chất sắt và ứng dụng của chúng. Cấu hình electron của Fe, Fe2+ và Fe3+ là nền tảng để hiểu các phản ứng hóa học liên quan đến sắt.
