Dispersió rotatòria òptica

La dispersió rotatòria òptica és la variació en la rotació òptica d'una substància en un canvi en la llongitut d'ona de la llum. La dispersió rotatòria òptica es pot utilisar per a trobar la configuració absoluta dels complexos metàlics. Per eixemple, quan la llum blanca en polarisació plana d'un retroproyector passa a través d'un cilindre de solució de sacarosa, s'observa un arc iris en espiral perpendicular al cilindre.

Principis d'Operació

Quan la llum blanca passa a través d'un polarisador, l'extensió de la rotació de la llum depén de la seua llongitut d'ona. Les llongituts d'ona curtes rotan més que les llongituts d'ona més llargues, per unitat de distància. Degut a que la llongitut d'ona de la llum determina el seu color, s'observa la variació del color en la distància a través del tubo. Esta dependència de la rotació específica de la llongitut d'ona es denomina dispersió rotatòria òptica. En tots els materials la rotació varia en la llongitut d'ona. La variació és causada per dos fenomens molt diferents. La primera explica en la majoria dels casos la major part de la variació en la rotació i no deu denominar-se estrictament dispersió rotatòria. Depén del fet de que l'activitat òptica siga en realitat una birrefringencia circular. En atres paraules, una substància que és ópticamente activa transmet llum polarisada circularment a la dreta en una velocitat diferent de la llum polarisada circularmente a l'esquerra.

Ademés d'esta pseudodispersión que depén de la gruixa del material, existix una verdadera dispersió rotatòria que depén de la variació en la llongitut d'ona dels índexs de refracció per a la llum polarisada circularment a dreta i esquerra.

Per a les llongituts d'ona que són absorbides per la mostra ópticamente activa, els dos components polarisats circularment seran absorbits en graus diferents. Esta absorció desigual es coneix com dicroísmo circular. El dicroísmo circular fa que la llum polarisada linealment incident es polarise elípticamente. Els dos fenomens estan estretament relacionats, de la mateixa manera que l'absorció i la dispersió ordinàries. Si es coneix tot l'espectre de dispersió rotatòria òptica, es pot calcular l'espectre de dicroísmo circular i viceversa.

Quiralidad

Per a que una molècula (o cristal) mostre birrefringencia circular i dicroísmo circular, deu distinguir-se de la seua image especular. Es diu que un objecte que no es pot superpondre a la seua image especular és quiral, i la dispersió rotatòria òptica i el dicroísmo circular es coneixen com a propietats quirópticas.

La majoria de les molècules biològiques tenen un o més centres quirales i sofrixen transformacions catalisades per enzimes que mantenen o invertixen la quiralidad en un o més d'estos centres. Encara atres enzimes produïxen nous centres quirales, sempre en una alta especificidad. Estes propietats expliquen el fet de que la dispersió rotatòria òptica i el dicroísmo circular s'utilisen àmpliament en química orgànica i inorgànica i en bioquímica.

En absència de camps magnètics, solament les substàncies quirales exhibixen dispersió rotatòria òptica i dicroísmo circular. En un camp magnètic, inclús les substàncies que carixen de quiralidad giren el pla de la llum polarisada, com ho mostra Michael Faraday. La rotació òptica magnètica es coneix com efecte Faraday, i la seua dependència de la llongitut d'ona es coneix com a dispersió rotatòria òptica magnètica. En les regions d'absorció, s'observa dicroísmo circular magnètic.