Co je to optická aktivita?

Molekuly jedné látky mají často stejné vlastnosti, ale mohou být orientovány odlišně, jako by levou nebo pravou rukou. Světlo polarizované podél jednoho směru může procházet strukturou, jako je krystal, a může se otáčet v jednom nebo druhém směru. Pokud mají tendenci rozptylovat světlo tímto způsobem, mají stejné vlastnosti a zdá se, že se jedná o zrcadlové obrazy, jsou tyto molekuly často označovány jako chirální enantiomery. Optická aktivita se týká toho, jak chirální látka může otočit polarizaci světla a učinit ji stmívatelnější. Polarimetr je nástroj, který se často používá k měření této aktivity, pomocí vzorku materiálu k testování jeho optické aktivity z první ruky.

Molekulární struktura látky obvykle určuje vztah mezi chiralitou a optickou aktivitou. V závislosti na materiálu může být rovina polarizovaného světla směrována ve směru nebo proti směru hodinových ručiček. Dvě identické molekuly, které ovlivňují světlo v opačných směrech, se nazývají enantiomery. Stejný počet každého obvykle účinek ruší. Pokud však jedna chirální látka dominuje druhé, její vlastnosti budou rotovat světelné vlny v příslušném směru.

K měření optické aktivity se často používá polarimetr. Přední filtr polarizuje příchozí světlo, které prochází trubicí naplněnou měřeným vzorkem. Na konci zkumavky a kolem ní je obvykle analyzátor, kde je účinek pozorovatelný lidským okem. Pokud se rovinné polarizované světlo otáčí, je obecně tlumenější, zatímco účinek lze potlačit otáčením analyzující čočky. Úroveň optické aktivity může být stanovena pomocí vzorce, jaký je počet stupňů, ve kterých je tato čočka otočena.

Optická aktivita se často měří v organické chemii, obvykle v atomech uhlíku. To lze také vidět v opticky aktivních sloučeninách, jako je cukr a dokonce glycin, aminokyselina. V každé z těchto látek jsou dvě téměř identické formy molekuly. Vědět, který z nich vyžaduje experimentování, je však často důležitý u léčiv. Některé léky na depresi a artritidu měly ve svých chirálních formách nepříznivé účinky na zdraví, takže je nutné odfiltrovat jednu formu molekuly.

Optická aktivita, objevená v polovině 18. století, byla poprvé použita při identifikaci krystalů kyseliny vinné ve francouzském víně. To je studováno v moderní době s ohledem na kvantovou mechaniku, stejně jako elektrické a magnetické pole. Optická aktivita se vyskytuje v organických i anorganických molekulách.