Kainosymmetri ( annan grekisk καινός ny och symmetri ) - termen betecknar orbitalerna för en ny symmetri, det vill säga deras nya placering i rymden - ett sådant fenomen när elektroniska orbitaler i atomerna av kemiska grundämnen uppträder för första gången som atomnummer ökar , nämligen 1s orbitaler, 2p, 3d, 4f, 5g. Sådana orbitaler kallas kainosymmetriska. Fenomenet upptäcktes och termen introducerades i vetenskaplig cirkulation av professor Sergei Aleksandrovich Shchukarev (1893–1984), chef för Institutionen för oorganisk kemi , fakulteten för kemi, Leningrad State University (1939–1977).
I atomer där atomorbitaler uppträder för första gången (1s, 2p, 3d, 4f, 5g), det vill säga de är kainosymmetriska, finns det inga inre fyllda orbitaler med samma symmetri (s, p, d, f, g , respektive). Som ett resultat kännetecknas elektrondensitetsfördelningskurvan för dessa orbitaler av närvaron av ett enda maximum (alla andra orbitaler med samma symmetri har ytterligare maxima). Detta leder till en ökning av kopplingen av kainosymmetriska orbitala elektroner med kärnan på grund av en signifikant försvagning av screeningseffekten , en minskning av orbitala atomradier , en ökning av joniseringspotentialer och, följaktligen, till en försvagning av de metalliska egenskaperna hos kainosymmetriska element jämfört med icke-kainosymmetriska.
Fenomenet kainosymmetri manifesteras i element där orbitaler av en eller annan symmetri visas för första gången. Funktionerna hos dessa element beror på den lägre screeningen av valenselektroner . De inre maxima för den radiella elektrondensitetsfördelningen för icke-kainosymmetriska valensorbitaler sammanfaller med de analoga maxima för fyllda inre orbitaler med samma symmetri. Som ett resultat upplever icke-kainosymmetriska elektroner en mycket större screeningseffekt , på grund av vilken deras anslutning till kärnan är mycket svagare jämfört med kainosymmetriska elektroner .
1. Atomer av elementen i den första perioden av det periodiska systemet , väte och helium . Dessa element har kainosymmetriska 1s-orbitaler, som ett resultat av vilka deras atomer kännetecknas av höga joniseringspotentialer (13,6 respektive 24,6 V). Väte (1s 1 ) har en enda s -elektron som är kainosymmetrisk, så väte är mycket mindre " metalliskt " än litium (2s 1 ), beläget i samma grupp .
2. Atomer i den första raden av typiska element i det periodiska systemet , det vill säga element i den andra perioden , som börjar med bor . Dessa element har 2p - elektroner som är kainosymmetriska, så till exempel bor (2s 2 2p 1 ) och kol (2s 2 2p 2 ) är mindre " metalliska " än aluminium (3s 2 3p 1 ) och kisel (3s 2 3p 2 ) . I synnerhet bor (det första typiska elementet i grupp 3 ), som har en kainosymmetrisk 2p -elektron , har en första joniseringspotential på 8,3 V. I det andra typiska elementet i samma tredje grupp , aluminium , är den första joniseringspotentialen signifikant lägre - 5,9 V på grund av 3p-orbitalens icke-kainosymmetri. Begreppet kainosymmetri gör det möjligt att peka ut existensen av en skiktad analogi .
3. Atomer av element från det infogade decenniet av den fjärde perioden ( skandium Sc - zink Zn ). I dessa element är 3d -elektroner kainosymmetriska , vilket resulterar i att en starkare bindning av dessa elektroner med kärnan observeras än i 4d- och 5d- element . Detta illustreras tydligast av värdena för den tredje joniseringspotentialen som motsvarar lösgörandet av den första d -elektronen . Den kombinerade inverkan av denna effekt och lantanidkontraktionen för d- elementen från den sjätte perioden ( hafnium Hf - kvicksilver Hg ) leder till förekomsten av en kontraktionsanalogi : till exempel de kemiska egenskaperna hos niob och tantal, zirkonium och hafnium, molybden och volfram är så lika att dessa par länge ansågs vara ett element.