молекулы каких веществ составляют конкуренцию кислороду с координации с железом в гемоглобине

Общее правило такое: чем дальше орбиталь от ядра, тем больше энергия электронов располагающихся на этой орбитали. Между электронами и ядром действуют силы электростатического притяжения. Чем больше энергии у электрона, тем дальше он может "уйти" от положительно заряженного ядра.
Например при поглощении электроном фотона (кванта электромагнитного излучения, в простейшем случае света) его энергия возрастает и он может перейти на более высокую орбиталь (т.е. удалиться от ядра). Такое состояние атома, когда электроны располагаются не на нижних по энергии орбиталях называют - возбуждённым.
Если посмотреть на диаграмму или вспомнить, что заполняются сначала орбитали с меньшей энергией, будет ясно, что энергия орбиталей 2p подуровня выше, чем энергия единственной 2s орбитали. Следовательно электроны на 2p орбиталях (их три) обладают большим запасом энергии.

Электронная диаграмма прилагается; обратите внимание, что слева есть ось энергии, направленная вверх.