სამშაბათი, აპრილი 23, 2024
23 აპრილი, სამშაბათი, 2024

ოპტიკური იზომერია

სახალიდან გასვლისას, სარკეში ჩახედვა და “საკუთარი თავისთვის” თვალის შევლება, თითოეული ჩვენთაგანისათვის  თითქმის ინსტიქტის დონემდე დაყვანილი, აუცილებელი პროცედურაა. ვიმზირებით სარკეში და გვგონია, საკუთარ თავს ვხედავთ. მაგრამ, ის ვინც სარკეში მოსჩანს, ჩვენ არ ვართ. თუ კარგად დააკვირდებით, ნახავთ, რომ მას ყველაფერი უკუღმა აქვს… ჩვენი სარკული გამოსახულება ჩვენ ისევე გვგავს, როგორც ჩვენი მარჯვენა ხელი ჰგავს მარცხენას… ერთი შეხედვით, ორივე ხელი ხომ ერთნაირი გვაქვს, მაგრამ მათ შორის სხვაობას ადვილად “დავიჭერთ”, თუ ერთ მარტივ ექსპერიმენტს ჩავატარებთ: მოხსენით თოჯინას მარცხენა ხელი და შეეცადეთ დააყენოთ მარჯვენა ხელის ადგილას. 

მაშასადამე, სარკეში რასაც ვხედავთ  ჩვენი ანარეკლია, სარკული გამოსახულებაა. ქიმიაში მას ენანთიომერი (სტერეოიზომერი) ეწოდება. სტერეოზომერები კი  ეწოდებათ ისეთ ნაერთებს, რომლებიც შედგებიან ერთდაიმავე მიმდევრობის, ერთიდაიმავე ატომებისაგან, მაგრამ აქვთ განსხვავებული სივრცითი აღნაგობა. 

ყველა მოლეკულას შეიძლება ჰქონდეს სტერეოზომერი?  ცხადია არა. სტერეოზომერიის გამოვლინებისათვის მოლეკულა ერთ განსაკუთრებულ თვისებას უნდა ატარებდეს. მას უნდა ჰქონდეს ქირალური ცენტრი – ანუ ისეთ ნახშირბადატომს უნდა მოიცავდეს, რომელსაც ოთხი ჩამნაცვლებელი აქვს და იმავდროულად ოთხივე განსხვავებული.

 
ტესტი ქირალობაზე ადვილი ჩასატარებელია. თუ სხეულს (მოლეკულას) გააჩნია სიმეტრიის ღერძი, მაშინ მას ქირალური ცენტრი არ ექნება და აქირალური იქნება. მაგალითად, 2-ქლორპროპანში C2 ატომი მხოლოდ სამ განსხვავებულ ჩანმაცვლებელს მოიცავს, ამიტომ მასზე სიმეტრიის სიბრტყის გატარება შეიძლება. შესაბამისად იგი აქილარულია. 2-ქლორბუტანში C2ატომზე სიმეტრიის სიბრტყის გატარება შეუძლებელია და ამიტომ იგი ქირალურია. შესაბამისად მას ექნება შესაბამისი ოპტიკური იზომერი.
 
 

მოლეკულა შეიძლება მოიცავდეს ერთზე მეტ ქილარულ ცენტრსაც. ასეთ შემთხვევაში ენენთიომერების რიცხვი მნიშვნელონდა იზრდება და შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით: ენენთომერების რაოდენობა = 2n, სადაც n- ქირალური ცენტრების რაოდენობაა. შესაბამისად, ღვინომჟავას, რომელსაც ორი (C2 და C3) ქირალური ნახშირბადი აქვს, 4 ენანთიომერი გააჩნია. 
 



ოპტიკური იზომერიის მოვლენა მოლეკულებზე ჯერ კიდევ ბერცელიუსის დროს იქნა შენიშნული. ბერცელიუსმა აღმოაჩინა, რომ ერთიდაიგივე შედგენილობისა და ქიმიური თვისებების მქონე ღვინომჟავის კრისტალები მასზე დაცემულ ბრტყლად პოლარიზებულ სხივს ან მარჯვნივ გადახრიდნენ, ან კუთხის იმავე მნიშვნელობით მარცხნივ. ვინაიდან მოლეკულები ქიმიურად ერთნაირად იქცოდნენ, ეს განსხვავებულობა კრისტალურ სტრუქტურას მიეწერა. ბერცელიუსი ამ აღმოჩენას სტუდენტებს ყოველთვის დიდი ენთუზიაზმით აცნობდა წლების განმავლობაში, სანამ მის კლასში არ  მოხვდა  ლუი პასტერი. პასტერმა, რომელიც ჯერ კიდევ ძალიან ახალგაზრდა იყო, ლექციაზე მხცოვან პროფესორს შეკადრა და განუცხადა მთელი აუდიტორიის წინაშე, რომ იგი ცდებოდა. სხივის გადახრა არა კრისტალის, არამედ მოლეკულის თვისება იყო, ვინაიდან მარჯვნივმაბრუნებელი ღვინომჟავის წყალხსნარი ისევე იქცეოდა, როგორც მისი კრისტალები. ბერცელიუსმა სასტიკად გაკიცხა საჯაროდ ლუი პასტერი და მას თავხედი და პოპულისტი უწოდა. მაგრამ პასტერი იმდენად იყო დარწმუნებული თავის განცხადებაში, რომ მას შესთავაზა ექსპერიმენტით თავისი მოსაზრების დამტკიცება… დაინიშნა სამეცნიერო “დუელი”. ლუი ჩაკეტეს ლაბორატორიაში ღვინომჟავის კრისტალებთან ერთად. მას მეორე დღემდის უნდა მოესწრო მარჯვნივ და მარცხნივ მაბრუნებელი ღვინომჟავის კრისტალების  ცალ-ცალკე გადაწყობა… მეორე დღეს იმავე აუდიტორიის წინაშე ლუი პასტერმა დაამტკიცა, რომ სხივის გადახრა მოლეკულის თვისება იყო და არა კრისტალის… 

ბერცელიუსმა სოკრატეს ცნობილი  ფრაზა მოიშველია: “მე ის ვიცი ქიმიაში, რომ არაფერი ვიციო” და ისევ ბუმბერაზ მეცნიერად დარჩა…

 შეცდომის დაშვებისაგან არც ჩვენ ვართ დაზღვეულები…. მთავარია, მათი აღიარება და გამოსწორება შევეძლოთ.

კომენტარები

მსგავსი სიახლეები

ბოლო სიახლეები

ვიდეობლოგი

ბიბლიოთეკა

ჟურნალი „მასწავლებელი“

შრიფტის ზომა
კონტრასტი