鐵元素在自然界中存在著兩種同位素，分別為鐵54和鐵56，其中鐵56最為常見。鐵元素的電子排布為[Kr]4s23d6，其中4s和3d軌道能量相近，容易發生電子轉移。在化學反應中，鐵元素可以失去2個電子，轉化為Fe2 離子，也可以失去3個電子，轉化為Fe3 離子。

鐵離子的3 價態是由于在鐵原子失去3個電子后，其外層電子構型變為[Kr]3d5，而5個未成對電子對于其磁性和化學性質有很大的影響。

通過分子軌道理論的分析，我們可以發現，鐵原子失去3個電子后，由于其d軌道電子排布方式的改變，導致d軌道之間發生強烈的相互作用，形成了五個等能的d軌道，其能級相對于原來的d軌道有所降低。

由于電子軌道的能級發生了變化，導致鐵原子和離子在化學反應中表現出不同的特性，因此鐵元素的3 價態更加穩定。

此外，鐵原子的電子云密度和電子云形狀也會受到價態的影響，3 離子的電子云密度和電子云形狀與2 離子有所不同，使得3 離子與其他物質發生的反應具有特殊的性質。因此，鐵離子常常在生物、環境和化工等領域中得到廣泛應用。

總之，鐵離子的3 價態是由于鐵原子失去3個電子后d軌道能級的改變所導致的，而鐵元素的3 離子表現出的特性與2 離子有所不同，對于生物、環境和化工等領域具有重要的應用價值。