Kainosymetrie ( jině řecky καινός nové a symetrie ) - termín označuje orbitaly nové symetrie, tedy jejich nové umístění v prostoru - takový jev, kdy se elektronické orbitaly v atomech chemických prvků poprvé objeví jako atomové číslo . zvyšuje , jmenovitě 1s orbitaly, 2p, 3d, 4f, 5g. Takové orbitaly se nazývají kainosymetrické. Tento jev objevil a termín uvedl do vědeckého oběhu profesor Sergei Aleksandrovich Shchukarev (1893–1984), vedoucí katedry anorganické chemie , Fakulta chemie Leningradské státní univerzity (1939–1977).
V atomech , ve kterých se atomové orbitaly objevují poprvé (1s, 2p, 3d, 4f, 5g), to znamená, že jsou kainosymetrické, neexistují žádné vnitřní vyplněné orbitaly stejné symetrie (s, p, d, f, g , respektive). V důsledku toho je distribuční křivka elektronové hustoty pro tyto orbitaly charakterizována přítomností jediného maxima (všechny ostatní orbitaly stejné symetrie mají další maxima). To vede ke zvýšení vazby kainosymetrických orbitálních elektronů s jádrem v důsledku výrazného oslabení stínícího efektu , snížení orbitálních atomových poloměrů , zvýšení ionizačních potenciálů a v důsledku toho k oslabení kovových vlastností kainosymetrické prvky ve srovnání s nekainosymetrickými.
Fenomén kainosymetrie se projevuje u prvků , ve kterých se poprvé objevují orbitaly té či oné symetrie. Vlastnosti těchto prvků jsou způsobeny nižším stíněním valenčních elektronů . Vnitřní maxima distribuce radiální elektronové hustoty pro nekainosymetrické valenční orbitaly se shodují s analogickými maximy vyplněných vnitřních orbitalů stejné symetrie. Výsledkem je, že nekainosymetrické elektrony zažívají mnohem větší stínící efekt , díky čemuž je jejich spojení s jádrem mnohem slabší ve srovnání s kainosymetrickými elektrony .
1. Atomy prvků první periody periodické soustavy , vodík a helium . Tyto prvky mají kainosymetrické 1s orbitaly, v důsledku čehož se jejich atomy vyznačují vysokými ionizačními potenciály (13,6 a 24,6 V). Vodík (1s 1 ) má jeden s -elektron, který je kainosymetrický , takže vodík je mnohem méně „ kovový “ než lithium (2s 1 ), které se nachází ve stejné skupině .
2. Atomy první řady typických prvků periodického systému , tj. prvků druhé periody , počínaje borem . Tyto prvky mají 2p elektrony , které jsou kainosymetrické, takže například bor (2s 2 2p 1 ) a uhlík (2s 2 2p 2 ) jsou méně „ kovové “ než hliník (3s 2 3p 1 ) a křemík (3s 2 3p 2 ) . Zejména bor (první typický prvek skupiny 3) , který má jeden kainosymetrický 2p- elektron , má první ionizační potenciál 8,3 V. U druhého typického prvku ze stejné třetí skupiny , hliníku , je první ionizační potenciál významně vyšší. nižší - 5,9 V kvůli nekainosymetrii 3p orbitalu. Pojem kainosymetrie umožňuje vyzdvihnout existenci vrstvené analogie .
3. Atomy prvků vložené dekády čtvrté periody ( scandium Sc - zinek Zn ). V těchto prvcích jsou 3d - elektrony kainosymetrické, v důsledku čehož je pozorována silnější vazba těchto elektronů s jádrem než u 4d- a 5d- prvků . Nejzřetelněji to ilustrují hodnoty třetího ionizačního potenciálu odpovídající odtržení prvního d- elektronu . Kombinovaný vliv tohoto účinku a kontrakce lanthanoidů pro d -prvky šesté periody ( hafnium Hf - rtuť Hg ) vede k existenci analogie kontrakce : například chemické vlastnosti niobu a tantalu, zirkonia a hafnia, molybden a wolfram jsou tak podobné, že po dlouhou dobu byly tyto páry považovány za jeden prvek.