铁元素在自然界中存在着两种同位素，分别为铁54和铁56，其中铁56最为常见。铁元素的电子排布为[Kr]4s23d6，其中4s和3d轨道能量相近，容易发生电子转移。在化学反应中，铁元素可以失去2个电子，转化为Fe2+离子，也可以失去3个电子，转化为Fe3+离子。
铁离子的3+价态是由于在铁原子失去3个电子后，其外层电子构型变为[Kr]3d5，而5个未成对电子对于其磁性和化学性质有很大的影响。
通过分子轨道理论的分析，我们可以发现，铁原子失去3个电子后，由于其d轨道电子排布方式的改变，导致d轨道之间发生强烈的相互作用，形成了五个等能的d轨道，其能级相对于原来的d轨道有所降低。
由于电子轨道的能级发生了变化，导致铁原子和离子在化学反应中表现出不同的特性，因此铁元素的3+价态更加稳定。
此外，铁原子的电子云密度和电子云形状也会受到价态的影响，3+离子的电子云密度和电子云形状与2+离子有所不同，使得3+离子与其他物质发生的反应具有特殊的性质。因此，铁离子常常在生物、环境和化工等领域中得到广泛应用。
总之，铁离子的3+价态是由于铁原子失去3个电子后d轨道能级的改变所导致的，而铁元素的3+离子表现出的特性与2+离子有所不同，对于生物、环境和化工等领域具有重要的应用价值。