10.11. Типы оптической активности.

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

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

1) изменение направления колебаний - вращение пл-сти 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 р-рах. Основным условием появления молекулярной оптической активности является отсутствие центра симметрии, пл-сти симметрии или зеркальной поворотной оси симметрии. Например, молекула циклогексана имеет 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 пл-сть симметрии и способностью вращать пл-сть поляризации света не обладают.

Структурной оптической активностью, т.е. способностью вращать пл-сть 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 р-рении 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 пл-сти 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 пл-сть поляризации плоскополяризованной волны, образованной сложением двух, поляризованных, по кругу волн, оказывается повернутой на угол .

В зависимости от того, какое взаимодействие в данной среде оказывается сильнее, поворот пл-сти 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 пл-сти поляризации зависит от структуры вещества, длины пути 1 светового луча в нем и не зависит от его интенсивности.