מאפיינים של אננטיומרים ופעילות אופטית

אובייקט כיראלי ותמונת המראה שלו, כגון כפות הרגליים שלנו, מתקשרים באופן שונה עם אובייקטים כיראליים אחרים, כגון זוג נעליים.

לדוגמה, רגל שמאל ורגל ימין שלנו יכולות להתאים רק לנעליים שמאליות וימניות, בהתאמה, ולא להיפך. לעומת זאת, חפץ אכיללי כמו גרב יכול להיות משוחק באותה מידה על שתי הרגליים.

באופן דומה, אננטיומרים של מולקולה מפגינים תכונות שונות רק כאשר הם מתקשרים עם מדיה כיראלית אחרת.

לדוגמה, אננטיומרים מתקשרים באופן שונה עם אור מקוטב מישורי, תופעה המכונה פעילות אופטית.

לאור מקוטב יש וקטורי שדה חשמלי המתנדנדים במישור יחיד, אשר מסובב בכמות מסוימת כאשר האור המקוטב עובר דרך תמיסה של אננטיומר.

כאן, האור המקוטב יכול להתפרש כסופרפוזיציה של קיטוב מעגלי כיראלי שמאלי וימני של אור. כאשר האור המקוטב עובר דרך התמיסה, מולקולות האננטיומר מתקשרות יותר עם קיטוב מעגלי אחד. התוצאה היא סיבוב האור המקוטב בכיוון מסוים.

לדוגמה, (R)-2-butanol מסובב את המישור נגד כיוון השעון ונקרא laevorotatory. האננטיומר השני, (S)-2-butanol, מסובב את המישור בכיוון השעון ונקרא דקסטרורוטטורי.

בטמפרטורה נתונה, מידת הסיבוב הנצפית של תמיסה של אננטיומר תלויה בסיבוב הספציפי של האננטיומר, בריכוז האננטיומר ובאורך התא.

לאננטיומרים, כגון (R)-2-butanol ו-(S)-2-butanol, יש אותו סדר גודל של סיבוב ספציפי אך עם סימנים מנוגדים. לפיכך, תערובת שווה משקל של אננטיומרים אינה מציגה סיבוב נטו של אור מקוטב. תערובת כזו מכונה תערובת רצמית.

ניתן להשתמש בסיבוב שנצפה ממדגם כדי לחשב את השפע היחסי של אננטיומר אחד על פני השני, המוגדר כעודף אננטיומרי או ee. בעוד תמיסה טהורה של אננטיומר אחד יש ee של 100%, תערובות racemic יש ee של 0%.