Estructura atómica y números cuánticos

a) El ion $^{58}_{26}\text{Fe}^{3+}$.$$e^- = Z - 3 = 26 - 3 = \mathbf{23\ electrones}$$Configuración del átomo neutro:$$\text{Fe}: \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^6 = [\text{Ar}]\,4s^2\,3d^6$$Al ionizarse pierde primero los dos electrones $4s$ (que son los más externos y energéticos una vez ocupado el $3d$) y después uno del $3d$:$$\text{Fe}^{3+}: \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^5 = [\text{Ar}]\,3d^5$$El $\text{Fe}^{3+}$ es especialmente estable porque queda con la subcapa $3d$ semillena, una configuración de energía particularmente baja.

b) El anión $\text{X}^-$ con 18 electrones y $A = 35$.

El anión tiene un electrón más que el átomo neutro, así que:$$Z = e^- - 1 = 18 - 1 = 17$$$$N = A - Z = 35 - 17 = 18$$El núcleo está formado por 17 protones y 18 neutrones, y el elemento es el cloro: se trata del ion $^{35}\text{Cl}^-$.

c) El ion más estable del elemento con $Z = 38$.$$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6\,5s^2 = [\text{Kr}]\,5s^2 \qquad (\textbf{estroncio})$$Tiene dos electrones de valencia en el orbital $5s$. Perderlos le cuesta poco (es un alcalinotérreo, con energías de ionización bajas) y lo deja con configuración de gas noble:$$\text{Sr} \;\xrightarrow{-2e^-}\; \mathbf{Sr^{2+}} = [\text{Kr}]$$Ganar electrones no es una opción: tendría que empezar una subcapa $4d$ nueva, energéticamente desfavorable para un metal.