WEBVTT

00:00:17.000 --> 00:00:19.316
С момента зарождения органической химии

00:00:19.316 --> 00:00:21.976
химики поняли,
что молекулы состоят из атомов,

00:00:22.000 --> 00:00:23.976
соединённых химическими связями.

00:00:24.000 --> 00:00:28.496
Однако трёхмерная структура молекул
оставалась загадкой до того,

00:00:28.496 --> 00:00:30.976
как их смогли непосредственно увидеть.

00:00:31.490 --> 00:00:34.856
Молекулы изображались
с помощью простых связных графов,

00:00:34.856 --> 00:00:36.976
подобно тому, что вы сейчас видите.

00:00:37.330 --> 00:00:40.786
Ведущие химики
середины ХIX века осознавали,

00:00:40.786 --> 00:00:43.180
что плоское строение молекул

00:00:43.180 --> 00:00:45.976
не объясняет многие их наблюдения.

00:00:46.000 --> 00:00:49.596
Но у теоретической химии
не было приемлемого объяснения

00:00:49.596 --> 00:00:52.091
трёхмерной структуры молекул.

00:00:52.831 --> 00:00:58.026
В 1874 году химик Вант-Гофф
опубликовал удивительную гипотезу:

00:00:58.026 --> 00:01:00.976
четыре связи атома насыщенного углерода

00:01:01.000 --> 00:01:03.686
направлены в углы четырёхгранника.

00:01:03.686 --> 00:01:08.286
Квантовой революции
потребовалось более 25 лет

00:01:08.286 --> 00:01:10.836
на теоретическое подтверждение
его гипотезы.

00:01:10.836 --> 00:01:15.126
Но Вант-Гофф подкрепил свою теорию
оптическим вращением.

00:01:15.126 --> 00:01:19.263
Он заметил, что только соединения
с центральным атомом углерода

00:01:19.263 --> 00:01:21.776
присоединяются к четырём разным
атомам или группам

00:01:21.776 --> 00:01:23.976
вращающегося плоскополяризованного света.

00:01:24.000 --> 00:01:26.996
Стала очевидна уникальность
данного класса соединений.

00:01:26.996 --> 00:01:29.616
Взгляните на эти две молекулы.

00:01:29.616 --> 00:01:33.976
Для каждой характерно наличие центрального
четырёхгранного атома углерода,

00:01:34.000 --> 00:01:35.976
связанного с четырьмя разными атомами:

00:01:36.000 --> 00:01:38.976
бромом, хлором, фтором и водородом.

00:01:39.000 --> 00:01:41.572
Заманчиво принять
эти две молекулы за идентичные,

00:01:41.596 --> 00:01:45.596
если нам важен лишь их состав.

00:01:46.440 --> 00:01:48.956
Давайте посмотрим,
смогут ли две одинаковые молекулы

00:01:48.956 --> 00:01:51.886
идеально перекрыть друг друга,
доказав этим свою идентичность.

00:01:51.886 --> 00:01:56.516
Мы можем вращать
и преобразовывать молекулы как пожелаем.

00:01:56.600 --> 00:01:59.620
Примечательно, что мы не сможем достичь

00:01:59.620 --> 00:02:01.770
идеального перекрытия молекул,

00:02:01.770 --> 00:02:04.486
как бы ни перемещали их.

00:02:05.186 --> 00:02:07.456
Теперь взгляните на свои руки.

00:02:07.456 --> 00:02:10.856
Они состоят из одинаковых частей:

00:02:10.856 --> 00:02:14.686
пальцы, ладонь и так далее.

00:02:14.686 --> 00:02:17.446
Подобно рассмотренным нами молекулам,

00:02:17.446 --> 00:02:19.946
обе наши руки состоят
из одних и тех же элементов.

00:02:19.996 --> 00:02:25.136
Более того, расстояние между
этими элементами на обеих руках одинаково.

00:02:25.686 --> 00:02:28.041
Указательный палец
расположен рядом со средним,

00:02:28.041 --> 00:02:30.396
а тот, в свою очередь, —
возле безымянного и т.д.

00:02:30.486 --> 00:02:33.266
То же самое и с нашими
гипотетическими молекулами —

00:02:33.266 --> 00:02:35.806
расстояния между их элементами одинаковы.

00:02:35.936 --> 00:02:38.656
Но, несмотря на сходство между ними,

00:02:38.656 --> 00:02:40.706
ваши руки, как и наши молекулы,

00:02:40.706 --> 00:02:42.976
однозначно не одинаковы.

00:02:43.800 --> 00:02:45.976
Попробуйте наложить руки друг на друга.

00:02:46.280 --> 00:02:48.466
Как и в случае с молекулами,

00:02:48.466 --> 00:02:50.976
вы обнаружите,
что они не совпадают идеально.

00:02:51.700 --> 00:02:54.286
Теперь приложите ладони друг к другу.

00:02:54.286 --> 00:02:56.716
Пошевелите указательными пальцами.

00:02:57.756 --> 00:02:59.720
Обратите внимание, что ваша левая рука —

00:02:59.720 --> 00:03:01.976
словно отражение правой.

00:03:02.860 --> 00:03:06.526
Другими словами, ваши руки
являются зеркальным отражением друг друга.

00:03:06.526 --> 00:03:08.676
То же самое можно сказать
и о наших молекулах.

00:03:08.676 --> 00:03:12.610
Мы можем повернуть их так, что они будут
зеркальным отражением друг друга.

00:03:13.160 --> 00:03:15.190
Ваши руки, как и наши молекулы,

00:03:15.190 --> 00:03:18.170
обладают пространственным свойством
под названием хиральность,

00:03:18.170 --> 00:03:19.890
или правое/левое направление.

00:03:19.890 --> 00:03:22.671
Хиральность это именно то,
что мы только что описали:

00:03:22.671 --> 00:03:25.850
хиральная молекула не является
копией своего зеркального отражения.

00:03:26.420 --> 00:03:30.636
Хиральные объекты особенные как в мире
химии, так и в повседневной жизни.

00:03:31.280 --> 00:03:33.926
Например, винты также являются хиральными.

00:03:33.926 --> 00:03:37.752
Именно поэтому нам необходимы
понятия право- и левосторонних винтов.

00:03:37.752 --> 00:03:40.568
Верите или нет,
но некоторые виды света

00:03:40.600 --> 00:03:43.096
ведут себя как хиральные винты.

00:03:44.070 --> 00:03:47.516
Собранные в линейные
плоскополяризованные лучи —

00:03:47.520 --> 00:03:50.826
это его право- и левосторонние части,

00:03:50.830 --> 00:03:54.136
вращающиеся вместе
для образования плоскости поляризации.

00:03:55.500 --> 00:03:58.476
Хиральные молекулы,
находящиеся в лучах такого света,

00:03:58.510 --> 00:04:01.926
по-разному взаимодействуют
с двумя хиральными составляющими.

00:04:02.490 --> 00:04:06.616
В результате один из элементов света
временно замедляется

00:04:06.616 --> 00:04:08.192
по сравнению с другим. 


00:04:08.210 --> 00:04:10.226
Воздействием на луч света

00:04:10.226 --> 00:04:13.412
является вращение его плоскости
из начального положения,

00:04:13.412 --> 00:04:16.014
также известном как оптическое вращение.

00:04:17.223 --> 00:04:19.653
Вант-Гофф и другие химики поняли,

00:04:19.653 --> 00:04:22.641
что хиральная природа
четырёхгранных атомов углерода

00:04:22.694 --> 00:04:25.329
может объяснить это потрясающее явление.

00:04:25.329 --> 00:04:31.594
Хиральность является причиной необычных
явлений в химии и повседневной жизни.

00:04:32.195 --> 00:04:34.280
Людям, как правило, нравится симметрия,

00:04:34.340 --> 00:04:36.377
и поэтому, осмотревшись, вы обнаружите,

00:04:36.377 --> 00:04:39.193
насколько редка хиральность
в объектах, созданных человеком.

00:04:39.379 --> 00:04:42.231
Но хиральные молекулы есть везде.

00:04:43.141 --> 00:04:45.701
Отдельные явления,
такие как оптическое вращение,

00:04:45.871 --> 00:04:47.411
сборка мебели

00:04:47.601 --> 00:04:48.781
или хлопанье в ладоши, —

00:04:48.813 --> 00:04:51.793
все они обладают этим занимательным
пространственным свойством.