Kainosimetrie ( alte grecești καινός noi și simetrie ) - termenul denotă orbitalii unei noi simetrii, adică noua lor locație în spațiu - un astfel de fenomen când orbitalii electronici din atomii elementelor chimice apar pentru prima dată ca număr atomic crește , și anume orbitalii 1s, 2p, 3d, 4f, 5g. Astfel de orbitali se numesc kainosimetric. Fenomenul a fost descoperit, iar termenul a fost introdus în circulația științifică de profesorul Serghei Aleksandrovich Shchukarev (1893–1984), șeful Departamentului de Chimie Anorganică , Facultatea de Chimie, Universitatea de Stat din Leningrad (1939–1977).
În atomii în care orbitalii atomici apar pentru prima dată (1s, 2p, 3d, 4f, 5g), adică sunt kainosimetrici, nu există orbitali interni umpluți de aceeași simetrie (s, p, d, f, g). , respectiv). Ca urmare, curba de distribuție a densității electronice pentru acești orbitali este caracterizată prin prezența unui maxim unic (toți ceilalți orbitali de aceeași simetrie au maxime suplimentare). Aceasta duce la o creștere a cuplării electronilor orbitali kainosimetrici cu nucleul datorită unei slăbiri semnificative a efectului de ecranare , o scădere a razelor atomice orbitale , o creștere a potențialelor de ionizare și, în consecință, la o slăbire a proprietăților metalice ale elementele kainosimetrice comparativ cu cele nekainosimetrice.
Fenomenul de kainosimetrie se manifestă în elemente în care apar pentru prima dată orbitali de una sau alta simetrie. Caracteristicile acestor elemente se datorează ecranării mai mici a electronilor de valență . Maximele interioare ale distribuției radiale a densității electronilor pentru orbitalii de valență necainosimetrici coincid cu maximele analoge ale orbitalilor interiori umpluți de aceeași simetrie. Ca rezultat, electronii non-kainosimetrici experimentează un efect de ecranare mult mai mare , datorită căruia conexiunea lor cu nucleul este mult mai slabă în comparație cu electronii kainosimetrici .
1. Atomi ai elementelor din prima perioadă a sistemului periodic , hidrogen și heliu . Aceste elemente au orbiti 1s kainosimetrici, drept urmare atomii lor sunt caracterizați de potențiale de ionizare ridicate (13,6 și, respectiv, 24,6 V). Hidrogenul (1s 1 ) are un singur electron s care este cainosimetric , deci hidrogenul este mult mai puțin „ metalic ” decât litiul (2s 1 ), situat în același grup .
2. Atomi din primul rând de elemente tipice ale sistemului periodic , adică elemente din a doua perioadă , începând cu bor . Aceste elemente au electroni 2p care sunt kainosimetrici, deci, de exemplu, borul (2s 2 2p 1 ) și carbonul (2s 2 2p 2 ) sunt mai puțin „ metalici ” decât aluminiul (3s 2 3p 1 ) și siliciul (3s 2 3p 2 ) . În special, borul (primul element tipic al grupului 3 ), care are un electron 2p kainosimetric , are un prim potențial de ionizare de 8,3 V. În al doilea element tipic al aceluiași al treilea grup , aluminiul , primul potențial de ionizare este semnificativ mai mic - 5,9 V datorită necainosimetriei orbitalului 3p. Noțiunea de kainosimetrie face posibilă evidențierea existenței unei analogii stratificate .
3. Atomi de elemente din deceniul introdus al perioadei a patra ( scandiu Sc - zinc Zn ). În aceste elemente , electronii 3d sunt kainosimetrici , drept urmare se observă o legătură mai puternică a acestor electroni cu nucleul decât în elementele 4d și 5d . Acest lucru este cel mai clar ilustrat de valorile celui de-al treilea potențial de ionizare corespunzător detașării primului d- electron . Influența combinată a acestui efect și contracția lantanidelor pentru elementele d din perioada a șasea ( hafniu Hf - mercur Hg ) duce la existența unei analogii de contracție : de exemplu, proprietățile chimice ale niobiului și tantalului, zirconiului și hafniului, molibdenul și wolframul sunt atât de asemănătoare încât multă vreme aceste perechi au fost considerate un element.