En óptica , la dispersión rotatoria óptica es la variación de la rotación específica de un medio con respecto a la longitud de onda de la luz . Generalmente se describe mediante la relación empírica del físico alemán Paul Drude : [1]
donde es la rotación específica a temperatura y longitud de onda , y y son constantes que dependen de las propiedades del medio.
La dispersión rotatoria óptica tiene aplicaciones en la química orgánica en lo que respecta a la determinación de la estructura de compuestos orgánicos. [2]
Cuando la luz blanca pasa a través de un polarizador , el grado de rotación de la luz depende de su longitud de onda . Las longitudes de onda cortas rotan más que las longitudes de onda más largas, por unidad de distancia. Debido a que la longitud de onda de la luz determina su color, se observa la variación del color con la distancia a través del tubo. [ cita requerida ] Esta dependencia de la rotación específica en la longitud de onda se llama dispersión rotatoria óptica. En todos los materiales, la rotación varía con la longitud de onda. La variación es causada por dos fenómenos bastante diferentes. El primero explica en la mayoría de los casos la mayor parte de la variación en la rotación y no debería denominarse estrictamente dispersión rotatoria. Depende del hecho de que la actividad óptica es en realidad birrefringencia circular . En otras palabras, una sustancia que es ópticamente activa transmite luz polarizada circularmente hacia la derecha con una velocidad diferente de la luz polarizada circularmente hacia la izquierda .
Además de esta pseudodispersión que depende del espesor del material, existe una verdadera dispersión rotatoria que depende de la variación con la longitud de onda de los índices de refracción de la luz polarizada circularmente derecha e izquierda.
En el caso de las longitudes de onda que son absorbidas por la muestra ópticamente activa, los dos componentes polarizados circularmente serán absorbidos en diferentes grados. Esta absorción desigual se conoce como dicroísmo circular . El dicroísmo circular hace que la luz incidente polarizada linealmente se vuelva elípticamente polarizada . Los dos fenómenos están estrechamente relacionados, al igual que la absorción y la dispersión ordinarias. Si se conoce todo el espectro de dispersión rotatoria óptica, se puede calcular el espectro de dicroísmo circular, y viceversa.
Para que una molécula (o cristal) presente birrefringencia circular y dicroísmo circular, debe ser distinguible de su imagen especular . Un objeto que no se puede superponer a su imagen especular se dice que es quiral , y la dispersión rotatoria óptica y el dicroísmo circular se conocen como propiedades quiropticas.
La mayoría de las moléculas biológicas tienen uno o más centros quirales y sufren transformaciones catalizadas por enzimas que mantienen o invierten la quiralidad en uno o más de estos centros. Otras enzimas producen nuevos centros quirales, siempre con una alta especificidad. Estas propiedades explican el hecho de que la dispersión rotatoria óptica y el dicroísmo circular se utilicen ampliamente en la química orgánica e inorgánica y en la bioquímica.
En ausencia de campos magnéticos, solo las sustancias quirales exhiben dispersión óptica rotatoria y dicroísmo circular. En un campo magnético, incluso las sustancias que carecen de quiralidad rotan el plano de la luz polarizada, como lo demostró Michael Faraday . La rotación óptica magnética se conoce como efecto Faraday , y su dependencia de la longitud de onda se conoce como dispersión óptica rotatoria magnética. En regiones de absorción, se observa dicroísmo circular magnético.
![{\displaystyle [\alpha ]_{\lambda }^{T}=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {A_{n}}{\lambda ^{2}-\lambda _{n}^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/36f6c8b100f8eb81cb18e2d4ad3e1bb955f5a219)
![{\displaystyle [\alpha ]_{\lambda }^{T}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d9e07055346ea7bf6d0866f3117775e36fb87c94)
