Organik kimyanın erken dönemlerinin kimyagerleri,
moleküllerin kimyasal bağlarla bağlanmış
atomlardan oluştuğunu anlamıştı.
Bununla beraber moleküllerin üç boyutlu biçimleri,
bütünüyle belirsizdi, çünkü doğrudan gözlemlenemiyorlardı.
Moleküller, burada gördüğünüze benzeyen basit bağlanabilirlik
çizgeleri ile gösteriliyordu.
19. yüzyılın ortalarında yaşayan uyanık kimyacılar için
bu düz gösterimlerin, gözlemlerinin çoğunu
açıklayamadığı bir gerçekti.
Ancak kimyasal kuram, moleküllerin üç boyutlu yapıları için de
tatminkâr bir açıklama yapmıyordu.
1874'te kimyacı Van't Hoff dikkate değer bir hipotez yayınladı:
Yoğunlaşmış bir karbon atomundaki dört bağ
bir dört yüzlünün köşelerini oluşturur.
Kuantum devriminin, bu hipotezi kuramsal olarak kanıtlaması
25 yıldan fazla sürecekti.
Ama Van't Hoff kuramını optik rotasyon ile destekledi.
Van't Hoff, sadece dört farklı atomun ya da grubun bağlı olduğu
merkezi bir karbon içeren bileşiklerin düzlem polarize ışıkla
döndürüldüğünü fark etti.
Bileşiklerin bu sınıfıyla ilgili benzersiz bir şey olduğu açık.
Burada gördüğünüz iki moleküle bir göz atın.
Her biri bir merkezden karakterize edilmiş dört yüzlü karbon atomuna bağlı
dört farklı atom:
Brom, klor, flor ve hidrojen.
Neden oluştukları sadece kendimizi ilgilendiriyorsa,
iki molekülün aynı olduğunu sonuçlandırmak için cazip olabilir.
Ancak gerçekten kusursuz biçimde aynı olduklarını kanıtlamak için
iki molekülü çakıştırabilir ve görürsünüz.
Moleküllerin her ikisini de döndürmek ve çevirmek için lisansımız var.
Dikkat çekici olsa da,
molekülleri nasıl hareket ettirirsek ettirelim,
mükemmel çakıştırmaya ulaşmanın imkânsız olduğunu buluruz.
Şimdi ellerinize bakın.
İki elinizde de aynı parçalar vardır:
Bir başparmak, diğer parmaklar, avuç gibi.
Çalışma kapsamındaki iki molekülümüz gibi,
ellerinizin her ikisi de aynı şeylerden oluşur.
Ayrıca şeylerin arasındaki mesafeler, ellerinizin her ikisinde de aynıdır.
İşaret parmağı, orta parmağın yanında
ve o da yüzük parmağının yanında, vb.
Aynısı bizim hipotetik moleküllerimiz için geçerlidir.
Tüm içsel mesafeleri aynıdır.
Aralarındaki benzerliklere rağmen,
elleriniz ve moleküllerimiz
kesinlikle aynı değildir.
Ellerinizi birbirinin üstüne koymayı deneyin.
Daha önce bizim moleküllerimiz gibi,
mükemmel bir şekilde yapılamadığını göreceksiniz.
Şimdi avuçlarınızı birbirine çevirin.
İşaret parmaklarınızın ikisini de sallayın.
Dikkat ederseniz, sol eliniz tıpkı sağ elinizin
aynadaki görüntüsüne benzer.
Yani elleriniz birbirlerinin ayna görüntüsüdür.
Aynısı moleküllerimiz için de söylenebilir.
Birinin diğerinin aynası olması için onları çevirebilirsiniz.
Elleriniz -- moleküllerimiz --
kiralite adlı ortak alansal bir özelliğe sahip
ya da tek el kullanabilme.
Kiralite tam olarak böyle tanımlanır:
Kiral bir nesne, aynadaki yansımasının aynısı değildir.
Kiral nesneler, hem kimyada hem de günlük hayatta çok özeldir.
Örneğin; vidalar da kiraldır.
Bu nedenle sağ elli ve sol elli vida diye adlandırırız.
İster inanın ister inanmayın,
bazı ışık türleri kiral vidalar gibi davranabilir.
Her doğrusal içine paketlenmiş, ışığın düzlem-polarize ışını,
sağ el ve sol elin parçalarıdır,
düzlem polarizasyonu yapmak için beraber döndürülürler.
Böyle bir ışık demetine yerleştirilmiş kiral moleküller,
iki kiral bileşenle farklı etkileşir.
Sonuç olarak, ışığın bir bileşeni diğerine göre geçici olarak yavaşlar.
Bunun ışık demeti üzerindeki etkisi,
düzleminden sapmasıdır ki,
buna optik rotasyon denir.
Van't Hoff ve ardından gelen kimyacılar, dört yüzlü karbonların kiral doğasının
bu muhteşem görüngüyü açıklayabildiğini anladı.
Kiralite, kimyadaki ve günlük hayatta
pek çok muhteşem etkiye neden olur.
İnsanlar simetriden hoşlanma eğilimindedir
ve çevrenize bakarsanız, insanlar tarafından yapılan
kiral nesnelerin pek az olduğunu görürsünüz.
Ama etraf kiral moleküllerle doludur.
Optik rotasyon gibi ayrık görüngüler,
mobilyaları vidalamak
ve el çırpmak gibi şeylerin tümü de
bu ilginç alansal özelliği içerir.