Kainosymmetri ( anden græsk καινός ny og symmetri ) - udtrykket betegner orbitaler af en ny symmetri, det vil sige deres nye placering i rummet - sådan et fænomen, når elektroniske orbitaler i kemiske grundstoffers atomer vises for første gang som atomnummer stiger , nemlig 1s orbitaler, 2p, 3d, 4f, 5g. Sådanne orbitaler kaldes kainosymmetriske. Fænomenet blev opdaget, og udtrykket blev introduceret i videnskabelig cirkulation af professor Sergei Aleksandrovich Shchukarev (1893-1984), leder af Institut for Uorganisk Kemi , Det Kemiske Fakultet, Leningrad State University (1939-1977).
I atomer , hvor atomare orbitaler optræder for første gang (1s, 2p, 3d, 4f, 5g), dvs. de er kainosymmetriske, er der ingen indre fyldte orbitaler med samme symmetri (s, p, d, f, g , henholdsvis). Som et resultat er elektrondensitetsfordelingskurven for disse orbitaler karakteriseret ved tilstedeværelsen af et enkelt maksimum (alle andre orbitaler med samme symmetri har yderligere maksima). Dette fører til en stigning i koblingen af kainosymmetriske orbitale elektroner med kernen på grund af en signifikant svækkelse af screeningseffekten , et fald i orbitale atomare radier , en stigning i ioniseringspotentialer og som følge heraf en svækkelse af de metalliske egenskaber af kainosymmetriske elementer sammenlignet med ikke-kainosymmetriske.
Fænomenet kainosymmetri manifesteres i elementer , hvor orbitaler af en eller anden symmetri vises for første gang. Egenskaberne ved disse elementer skyldes den lavere screening af valenselektroner . De indre maksima for den radiale elektrontæthedsfordeling for ikke-kainosymmetriske valensorbitaler falder sammen med de analoge maksima for fyldte indre orbitaler med samme symmetri. Som et resultat oplever ikke-kainosymmetriske elektroner en meget større screeningseffekt , på grund af hvilken deres forbindelse med kernen er meget svagere sammenlignet med kainosymmetriske elektroner .
1. Atomer af grundstofferne i den første periode af det periodiske system , brint og helium . Disse grundstoffer har kainosymmetriske 1s-orbitaler, som et resultat af hvilke deres atomer er karakteriseret ved høje ioniseringspotentialer (henholdsvis 13,6 og 24,6 V). Brint (1s 1 ) har en enkelt s -elektron, der er kainosymmetrisk , så brint er meget mindre " metallisk " end lithium (2s 1 ), placeret i samme gruppe .
2. Atomer i den første række af typiske elementer i det periodiske system , det vil sige elementer i den anden periode , begyndende med bor . Disse grundstoffer har 2p elektroner , der er kainosymmetriske, så for eksempel bor (2s 2 2p 1 ) og kulstof (2s 2 2p 2 ) er mindre " metalliske " end aluminium (3s 2 3p 1 ) og silicium (3s 2 3p 2 ) . Især bor (det første typiske grundstof i gruppe 3 ), som har én kainosymmetrisk 2p-elektron , har et første ioniseringspotentiale på 8,3 V. I det andet typiske grundstof i den samme tredje gruppe , aluminium , er det første ioniseringspotentiale betydeligt lavere - 5,9 V på grund af 3p orbitalens ikke-kainosymmetri. Begrebet kainosymmetri gør det muligt at fremhæve eksistensen af en lagdelt analogi .
3. Atomer af grundstoffer fra det indsatte årti af den fjerde periode ( skandium Sc - zink Zn ). I disse elementer er 3d -elektroner kainosymmetriske , hvilket resulterer i, at der observeres en stærkere binding af disse elektroner til kernen end i 4d- og 5d- elementer . Dette er tydeligst illustreret ved værdierne af det tredje ioniseringspotentiale svarende til løsrivelsen af den første d -elektron . Den kombinerede indflydelse af denne effekt og lanthanidkontraktionen for d - elementerne i den sjette periode ( hafnium Hf - kviksølv Hg ) fører til eksistensen af en kontraktionsanalogi : for eksempel de kemiske egenskaber af niobium og tantal, zirconium og hafnium, molybdæn og wolfram er så ens, at disse par i lang tid blev betragtet som et element.