1
00:00:17,000 --> 00:00:18,976
有機化学の黎明期

2
00:00:19,000 --> 00:00:21,976
化学者達は分子が
化学結合で結びついた原子から

3
00:00:22,000 --> 00:00:23,976
成り立っていることを理解しました

4
00:00:24,000 --> 00:00:26,976
しかし分子の３次元的な形は

5
00:00:27,000 --> 00:00:30,976
全く未知でした
直接観察できなかったからです

6
00:00:31,000 --> 00:00:35,066
分子は簡単な構造式を用いて

7
00:00:35,066 --> 00:00:36,976
このように表されていました

8
00:00:37,000 --> 00:00:40,866
19世紀半ばの優れた化学者達には

9
00:00:40,866 --> 00:00:43,976
こうした２次元的な表現では
研究で観察できたことの多くが

10
00:00:44,000 --> 00:00:45,976
表現しきれないのは明白でしたが

11
00:00:46,000 --> 00:00:48,976
化学理論では分子の３次元構造について

12
00:00:49,024 --> 00:00:52,225
満足行く説明が出来ていませんでした

13
00:00:52,225 --> 00:00:58,276
1874年に化学者ファント・ホッフは
ある見事な仮説を発表しました

14
00:00:58,276 --> 00:01:00,976
飽和している炭素原子の４つの結合は

15
00:01:01,000 --> 00:01:04,056
正四面体の頂点を向いている
というものです

16
00:01:04,056 --> 00:01:06,366
この仮説が理論的に確かめられたのは

17
00:01:06,366 --> 00:01:10,786
それから25年経たのちで
革命的な量子力学の成果でした

18
00:01:10,786 --> 00:01:14,946
しかしファント・ホッフは
「旋光性」を用いて自らの理論を論じました

19
00:01:14,946 --> 00:01:19,083
ファント・ホッフは
中心にある炭素原子に

20
00:01:19,083 --> 00:01:21,516
４つの異なる原子または
基が結合している化合物だけが

21
00:01:21,516 --> 00:01:23,976
光の偏光面を回転させることに
気づきました

22
00:01:24,000 --> 00:01:27,026
この種類の化合物には
明らかに独特な特性がありました

23
00:01:27,026 --> 00:01:29,726
この２つの分子を見てみると

24
00:01:29,726 --> 00:01:33,976
それぞれは四面体の中心にある炭素原子に

25
00:01:34,000 --> 00:01:35,976
４つの異なる原子―

26
00:01:36,000 --> 00:01:38,976
臭素、塩素、フッ素と水素が
結合していることで特徴づけられます

27
00:01:39,000 --> 00:01:41,116
構成している原子だけを見ると

28
00:01:41,116 --> 00:01:45,256
２つの分子が同じものだと
結論づけたくなりますが

29
00:01:46,066 --> 00:01:47,976
果たして本当に同じなのかを判定する為に

30
00:01:48,000 --> 00:01:51,666
この２つの分子を重ね合わせてみましょう

31
00:01:52,010 --> 00:01:56,706
私達は自由にこれら分子を回転させ
平行移動することが出来ます

32
00:01:56,706 --> 00:01:57,976
驚くべきことに

33
00:01:58,000 --> 00:01:59,976
どのように分子を動かしても

34
00:02:00,000 --> 00:02:04,856
完全に一致するように重ね合わせることは
不可能だとわかります

35
00:02:04,856 --> 00:02:07,366
今度はあなたの手を見てください

36
00:02:07,366 --> 00:02:10,876
どちらの手も全く同じパーツで出来ていますね

37
00:02:10,876 --> 00:02:14,686
親指、指、手のひら、等々

38
00:02:14,686 --> 00:02:16,976
考察中の２つの分子がそうであるように

39
00:02:17,000 --> 00:02:19,976
どちらの手も全く同じ要素で成り立っています

40
00:02:20,000 --> 00:02:24,976
更には 各要素間の距離まで同じで

41
00:02:25,000 --> 00:02:27,861
人差し指は中指の隣にあり

42
00:02:27,861 --> 00:02:30,676
その隣は薬指である 等々

43
00:02:30,676 --> 00:02:32,976
同じことがこの仮想の分子にも言え

44
00:02:33,000 --> 00:02:36,216
これらの分子の内部的な距離も
全て同じなのです

45
00:02:36,216 --> 00:02:38,616
互いにこれほど似ているにも関わらず

46
00:02:38,616 --> 00:02:40,676
あなたの手も 私たちの分子も

47
00:02:40,676 --> 00:02:42,976
同じ形はしていません

48
00:02:43,000 --> 00:02:46,556
両手を重ね合わせようとしても

49
00:02:46,556 --> 00:02:47,976
分子の場合と同じで

50
00:02:48,000 --> 00:02:50,976
完全に一致させるのは
不可能と分かるでしょう

51
00:02:51,000 --> 00:02:53,976
両方の手のひら同士が
互いに向き合うようにして

52
00:02:54,000 --> 00:02:56,706
両方の人差し指を動かしてみてください

53
00:02:56,706 --> 00:02:59,976
すると左手が右にある鏡に写っているように

54
00:03:00,000 --> 00:03:02,696
見えるでしょう

55
00:03:02,696 --> 00:03:05,816
言い換えればあなたの両手は
鏡像になっているんです

56
00:03:05,816 --> 00:03:08,766
同じことが私たちの分子にも言えます

57
00:03:08,766 --> 00:03:12,736
分子を回転し
互いに鏡越しに向かい合う形にします

58
00:03:12,736 --> 00:03:15,016
両手も 分子も

59
00:03:15,016 --> 00:03:18,000
このキラリティーあるいは掌性という
空間的特性を共有しています

60
00:03:18,000 --> 00:03:19,590
このキラリティーあるいは掌性という
空間的特性を共有しています

61
00:03:19,590 --> 00:03:22,700
キラリティーとは
ここまで説明してきたことです

62
00:03:22,700 --> 00:03:26,017
キラルな物体は
その鏡像と重ね合わせることができません

63
00:03:26,017 --> 00:03:30,886
キラルな物体は 化学そして日常において
とても特別な存在です

64
00:03:30,910 --> 00:03:33,810
例えばねじもキラルです

65
00:03:33,810 --> 00:03:37,400
ですから右ねじと左ねじという
言葉が必要なわけです

66
00:03:37,400 --> 00:03:40,786
信じ難いかもしれませんが

67
00:03:40,786 --> 00:03:43,716
ある種の光はキラルなねじのように
振る舞います

68
00:03:43,740 --> 00:03:47,850
全ての直線偏光
別名 平面偏光は

69
00:03:47,850 --> 00:03:50,806
右回りと左回りの成分を含み

70
00:03:50,806 --> 00:03:54,500
これらが共に回転する結果
平面偏光を生み出しているのです

71
00:03:54,500 --> 00:03:57,976
このような光線の中に置かれた
キラル分子は

72
00:03:58,000 --> 00:04:01,856
光の２つのキラルな成分に対して
異なる相互作用を示します

73
00:04:01,856 --> 00:04:05,976
結果として光の一方の成分が
もう１つの成分に比べて

74
00:04:06,000 --> 00:04:08,850
ここでは遅くなります

75
00:04:08,850 --> 00:04:13,536
すると光線の振動面が回転します

76
00:04:13,536 --> 00:04:16,576
この現象が「旋光」です

77
00:04:16,576 --> 00:04:20,976
ファント・ホッフと後の化学者達は
正四面体構造をもった炭素のキラルな性質が

78
00:04:21,000 --> 00:04:25,010
この興味深い現象を説明できると気付きました

79
00:04:25,010 --> 00:04:28,976
キラリティーは化学の世界や日常の
様々な種類の現象に

80
00:04:29,000 --> 00:04:31,796
一役買っています

81
00:04:31,796 --> 00:04:33,976
人間は対称性を好みがちなので

82
00:04:34,000 --> 00:04:36,956
周りを見回してみると
キラルな形状をもった人工的なモノは

83
00:04:36,956 --> 00:04:38,916
なかなか目にしないでしょう

84
00:04:38,916 --> 00:04:41,976
でもキラル分子はどこにでもあり

85
00:04:42,000 --> 00:04:45,576
「旋光」のような特殊な現象や

86
00:04:45,576 --> 00:04:47,396
ねじによる家具の組み立て

87
00:04:47,396 --> 00:04:49,396
手を叩くこと

88
00:04:49,396 --> 00:04:53,000
こうしたこと全てに
この不思議な空間的特質が関わっています