Типы оптической активности

Все вещества и растворы в за­висимости от их поведения при прохождении через них поляризованного света делятся на две категории. Вещества, способные изменять положение плоскости поляризации света, называются оптически ак­тивными. Вещества, не способные изменять положение плоскости поляризации света, называются оптически неактивными.

При прохождении поляризованного света через оптически активную среду могут возникнуть два эффекта:

1) изменение направления колебаний - вращение плоскости поляризации;

2) разложение плоскополяризованного луча на два компонента,
обладающие вращением в разные стороны.

Оптическая активность вещества может определяться как оптическая активность его молекул (молекулярная оптическая активность), так и структурой вещества (структурная или кристаллическая оптическая активность). Молекулярная оптическая активность проявляете во всех агрегатных состояниях и в растворах. Основным условием появления молекулярной оптической активности является отсутствие центра симметрии, плоскости симметрии или зеркальной поворотной оси симметрии. Например, молекула циклогексанаимеет молекулярную структуру и является оптически неактивным веществом. Молекула метилциклогекена несимметрична и оптически активна. Винная кислота существует в 4 четырех диастереоизомеров, два из которых (d- и l- винная кислота) оптически активны, а 2 мезоформы имеют плоскость симметрии и способностью вращать плоскость поляризации света не обладают.

Структурной оптической активностью, т.е. способностью вращать плоскость поляризации в твердом состоянии, могут обладать кристаллы, построенные как из хиральных, так и из нехиралъных молекул. Причиной появления оптической активности нехиральных молекул, может быть деформация тех или иных элементов структуры внутренним полем кристалла, благодаря чему эти структурные элементы становятся хиральными. Для этого достаточно деформация»10^-3. Примеры веществ, проявляющих структурную активность: кварц, мочевина, хлорат натрия.

Кристаллическая оптическая активность при плавлении или растворении вещества исчезает. Кроме такой оптической активности, при воздействии на вещество магнитного поля или при его контакте с хиральными молекулами может проявляться наведенная оптическая активность (эффект Фарадея и эффект Пфейфера). Согласно Пфейферу вращение плоскости поляризации обусловлено, тем, что две волны с круговой поляризацией (правой и левой), в виде которой может быть представлен плоскополяризационный луч, с различной силой взаимодействуют со средой, через которую они проходят. Это взаимодействие выражается в полеризации молекул и приводит к тому, что две волны с различной кру­говой поляризацией распространяются в веществе с разными скоро­стями, и на выходе из него плоскость поляризации плоскополяризованной волны, образованной сложением двух, поляризованных, по кругу волн, оказывается повернутой на угол a.

В зависимости от того, какое взаимодействие в данной среде оказывается сильнее, поворот плоскости поляризации может проис­ходить по часовой стрелке или против нее (если смотреть навстречу ходу луча света). Вращение по часовой стрелке называется правым и его величину считают положительной. Вращение против часовой стрелки - левым и отрицательным. Вращение плоскости поляризации зависит от структуры вещества, длины пути 1 светового луча в нем и не зависит от его интенсивности.

Дата добавления: 2015-06-04