Razlika med kiralnostjo in helikostjo

The ključna razlika med kiralnostjo in helikostjo je to kiralnost se nanaša na lastnost asimetrije molekul, ki imajo neprimerljivo zrcalno sliko, medtem ko se heličnost nanaša na lastnost asimetrije molekul, ki imajo zvito 3D strukturo.

Chirality in helicity sta dva pogosta pojma v stereogenih aplikacijah. Helicity se imenuje tudi prirojena kiralnost, ker sta dva izraza zelo povezana drug z drugim.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je kiralnost
3. Kaj je Helicity
4. Primerjava ob strani - Chirality vs Helicity v tabeli
5. Povzetek

Kaj je kiralnost?

Kiralnost se nanaša na lastnost, da ima nadpovprečno zrcalno sliko. Ta izraz se večinoma uporablja z organskimi spojinami. Točka, ki določa prisotnost ali odsotnost kiralnosti v molekuli, je kiralno središče te molekule. Kiralni center je atom ogljika organske spojine, ki ima nanj pritrjene štiri različne substituente. Kiralne spojine so spojine, ki vsebujejo kiralne atome ogljika. Kiralnost je pravzaprav lastnost kiralnih centrov. Kiralno središče je v bistvu hibridno sp3, ker mora nositi štiri različne skupine atomov, ki tvorijo štiri enojne kovalentne vezi.

Slika 01: Dva enantiomera generične aminokisline, ki sta kiralna

Kiralni centri povzročajo optično izomerijo spojin. Z drugimi besedami, spojine, ki imajo kiralna središča, se z ogledalom ne prekrivajo. Zato sta spojina s kiralnim središčem in molekula, ki spominja na njeno zrcalno sliko, dve različni spojini. Ti dve molekuli sta skupaj znani kot enantiomeri.

Po drugi strani pa izraz ahiral pomeni, da ni kiralnih centrov. Zato kiralna spojina nima simetrije. Vendar ima zrcalno sliko, ki ni mogoče preprosto uporabiti. Ker v ahiralnih spojinah ni kiralnih središč, ima ahiralna spojina nadomestljive zrcalne slike.

V ahiralni spojini je tudi ravnina simetrije. Z drugimi besedami, ahiral se lahko razdeli na dve enaki polovici na določeni ravnini, znani kot ravnina simetrije. Vendar gre za hipotetično ravnino. Dve simetrični polovici, dobljeni iz ravnine simetrije, sta medsebojno zrcalni sliki; z drugimi besedami, ena polovica odraža drugo polovico. Za razliko od kiralne molekule ima ahiralna molekula dva ali več enakih substituentov, pritrjenih na ogljikovo središče.

Kaj je Helicity?

Vijačnost je lastnost zvite spiralne strukture. Temu se reče tudi prirojena kiralnost. Molekule, ki kažejo helikost, so asimetrične. Toda ta asimetrija ne izhaja iz kiralnih centrov ali stereocentrov, temveč iz zvite 3D strukture. Ta koncept je leta 1994 prvič predstavil znanstvenik Volker Boehmer.

Slika 02: Helicene struktura

Včasih lahko opazimo, da nekatere kiralne molekule vsebujejo ravnino kiralnosti ali ravnine, čez katere je molekula asimetrična. Podobno nekatere molekule, ki kažejo helikost, vsebujejo osi kiralnosti. Te osi izhajajo iz osi prostorske razporeditve molekule, na kateri je hiralnost predstavljena.

Kakšna je razlika med kiralnostjo in helikostjo?

Chirality in helicity sta dva pogosta pojma v stereogenih aplikacijah. Ključna razlika med kiralnostjo in helikostjo je v tem, da se kiralnost nanaša na lastnost asimetrije molekul, ki imajo zrcalno sliko, ki ni nadomestljiva, medtem ko se helikost nanaša na lastnost asimetrije molekul, ki imajo zvito 3D strukturo. Poleg tega so rezultati hiralnosti posledica prisotnosti kiralnega ali stereo centra, kar povzroči pojav zrcalne slike, ki ni nadomestljiva, helikost pa je posledica prisotnosti zvite 3D strukture, ki povzroči pojav ne-superpolabilnega zrcalna slika.

Spodaj infografika povzema razliko med kiralnostjo in helikostjo.

Povzetek - Chirality vs Helicity

Referenca:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Definicija kiralnega centra v kemiji." ThoughtCo, 11. februar 2020, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Chirality with hands" Avtor: Original: UnknownVector: - πϵρήλιο - Chirality with hands.jpg (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "10helicene" avtorja Claireotteson - Lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia

Znanost in narava