Rotación óptica


La rotación óptica , también conocida como rotación de polarización o birrefringencia circular , es la rotación de la orientación del plano de polarización sobre el eje óptico de la luz polarizada linealmente a medida que viaja a través de ciertos materiales. La birrefringencia circular y el dicroísmo circular son las manifestaciones de la actividad óptica . La actividad óptica ocurre solo en materiales quirales , aquellos que carecen de simetría de espejo microscópico. A diferencia de otras fuentes de birrefringencia que alteran el estado de polarización de un haz, la actividad óptica se puede observar en los fluidos . Esto puede incluir gases o soluciones demoléculas quirales como los azúcares, moléculas con estructura secundaria helicoidal como algunas proteínas, y también cristales líquidos quirales . También se puede observar en sólidos quirales como ciertos cristales con rotación entre planos cristalinos adyacentes (como el cuarzo ) o metamateriales .

La rotación del plano de polarización puede ser en el sentido de las agujas del reloj, hacia la derecha ( dextrorrotativod -rotativo, representado por (+)), o hacia la izquierda ( levorrotativol -rotativo, representado por (−)) según el estereoisómero está presente (o dominante). Por ejemplo, la sacarosa y el alcanfor son d -rotativos mientras que el colesterol es l -rotativo. Para una sustancia dada, el ángulo por el cual gira la polarización de la luz de una longitud de onda específica es proporcional a la longitud del camino a través del material y (para una solución) proporcional a su concentración.

La actividad óptica se mide utilizando una fuente polarizada y un polarímetro . Esta es una herramienta particularmente utilizada en la industria azucarera para medir la concentración de azúcar del jarabe y, en general, en química para medir la concentración o proporción enantiomérica de moléculas quirales en solución. La modulación de la actividad óptica de un cristal líquido, vista entre dos polarizadores de hoja , es el principio de funcionamiento de las pantallas de cristal líquido (utilizadas en la mayoría de los televisores y monitores de computadora modernos).

Dextrorotación y laevrotación (también deletreado levorotación ) [1] [2] [3] son términos utilizados en química y física para describir la rotación óptica de la luz polarizada en un plano . Desde el punto de vista del observador, la dextrorotación se refiere a la rotación en el sentido de las agujas del reloj o hacia la derecha, y la laevrotación se refiere a la rotación en el sentido contrario a las agujas del reloj o hacia la izquierda. [4] [5]

Un compuesto químico que causa la dextrorotación se llama dextrorrotatorio o dextrorrotatorio , mientras que un compuesto que causa laevrotación se llama laevorrotatorio o levorrotatorio . [6] Los compuestos con estas propiedades consisten en moléculas quirales y se dice que tienen actividad óptica. Si una molécula quiral es dextrógira, su enantiómero (imagen especular geométrica) será levógiro y viceversa. Los enantiómeros giran la luz polarizada en un plano el mismo número de grados, pero en direcciones opuestas.

Un compuesto se puede etiquetar como dextrógiro usando el prefijo "(+)-" o " d -". Del mismo modo, un compuesto levógiro puede etiquetarse usando el prefijo "(-)-" o " l -". Los prefijos " d -" y " l -" en minúsculas están obsoletos y son distintos de los prefijos " D -" y " L -" en MAYÚSCULAS PEQUEÑAS . Los prefijos " D -" y " L -" se utilizan para especificar el enantiómero de los compuestos orgánicos quirales en bioquímica y se basan en el compuesto.s configuración absoluta relativa al (+)- gliceraldehído , que es el D-forma por definición. El prefijo que se usa para indicar la configuración absoluta no está directamente relacionado con el prefijo (+) o (-) que se usa para indicar la rotación óptica en la misma molécula. Por ejemplo, nueve de los diecinueve L - aminoácidos que se encuentran naturalmente en las proteínas son, a pesar del prefijo L -, en realidad dextrógiros (a una longitud de onda de 589 nm), y la D - fructosa a veces se denomina "laevulosa" porque es levógira.


Principio de funcionamiento de un polarímetro para medir la rotación óptica. 1. Fuente de luz 2. Luz no polarizada 3. Polarizador lineal 4. Luz polarizada linealmente 5. Tubo de muestra que contiene las moléculas en estudio 6. Rotación óptica debida a las moléculas 7. Analizador lineal giratorio 8. Detector
Las dos formas cristalinas asimétricas, dextrorrotatorias y levorrotatorias, del ácido tartárico .
Experimento de medición de la concentración de la solución de sacarosa, que demuestra la rotación óptica.