旋光度

旋光度

物質旋光度是一常數,通常用旋光度同特定化合物的比值。物體具有旋光性,其結構不能具有空間反演不變的性質。對於分子可以隨機朝向的多晶或者溶液,分子必須具有手征性。

由於有機分子本身的手征性導致的旋光性稱為內旋光,內旋光分為左旋光和右旋光性,但如果一種物體內部同時具有左右旋光或物體分子本身結構具有相反的手性,則物體不表現旋光性。 由於物體內部同時具有左右旋光的分子而不表現旋光性稱為外消旋性,而分子本身結構具有相反的手性而不表現旋光性稱為內消旋性。

基本介紹

基本概念,條件,旋光度的測定,特性,維相描述,類比,

基本概念

旋光度,specific rotation,又稱旋光率比旋光度,即比旋光度【a】表示,當平面偏振光通過含有某些光學活性的化合物液體或溶液時,能引起旋光現象,使偏振光的平面向左或向右旋轉(按順時針方向轉動稱為右旋,用“+”表示;按逆時針方向轉動稱為左旋,用“-”表示)。

條件

物體具有旋光性,其結構不能具有空間反演不變的性質。對於分子可以隨機朝向的多晶或者溶液,分子必須具有手征性。由於有機分子本身的手征性導致的旋光性稱為內旋光,內旋光分為左旋光和右旋光性,但如果一種物體內部同時具有左右旋光或物體分子本身結構具有相反的手性,則物體不表現旋光性。由於物體內部同時具有左右旋光的分子而不表現旋光性稱為外消旋性,而分子本身結構具有相反的手性而不表現旋光性稱為內消旋性。

旋光度的測定

旋光儀是用來測定光學活性物質旋光能力大小和方向的儀器。光學活性物質可以旋轉偏振光平面,其大小和方向除了與該物質結構有關外,還與測定時的溫度、所用的波長、溶液的濃度和溶劑、旋光管的長度等有關。一般單色光源用鈉光燈,波長為589nm,以D表示。規定以每毫升溶液所含溶質的克數作為質量濃度的單位。由旋光儀測得旋光角度後,可以下式計算旋光度:α為用旋光儀測得的旋光度;c為溶液的質量濃度(g/ml);l為旋光管的長度/dm;t為測定時溫度(℃),λ為測定所用光波波長(鈉光以D表示)。光活性物質為液體時,則以密度ρ(g/ml)代替c,即若以100ml溶液含溶質的克數,則,如果糖的水溶液,溶液濃度為5g/100ml,在1dm旋光管中測得旋光角度為-4.64°,則:書寫旋光度時,除註明溫度,光波波長外,在數據後的括弧內,註明其質量百分濃度配製溶液用的溶劑。

特性

維相描述

旋光性,可以用左旋光和右旋光具有不同傳播速度維相地進行描述。任何偏振光都可以看成左旋光和右旋光的疊加。把左右旋的光疊加成偏振光時,偏振方向跟兩種光的位相差有關係。如果兩種光傳播速度不同,就會產生附加的維相差,導致偏振光旋轉

類比

旋光性和晶體雙折射的類比
雙折射晶體可以將偏振光變為橢圓偏振光,或者其他方向的偏振光,將兩塊很薄的雙折射晶體以比較隨意的方向疊加(夾角為ψ),則疊加結果破壞空間反演不變性。

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