Kiraal on objekt, mis ei ole identne enda peegelpildiga. Akhiraal on objekt, mis on identne enda peegelpildiga.

Mis on kiraalne?

Määratlus kiraalne:

Kiraalne on termin, mida kasutatakse objekti või eseme kirjeldamiseks, mis ei ole täielikult ja identne iseenda peegelobjektiga. Kiraalsus on omadus, mida kasutatakse keemias sageli molekulaarstruktuuride aatomite konfiguratsiooni kirjeldamiseks.

Kiraali sümmeetria:

Ükski kiraalne objekt ei ole sümmeetriline, kuna sümmeetria tekib siis, kui objektidel on tasapinnal identsed peegelpildid. Selliseid asümmeetrilisi, kuid keemia koostisega objekte tuntakse stereoisomeeridena. Keemias esinevad erinevad stereoisomeeride tüübid, mis võivad olla aine reaktsioonivõime osas väga olulised. Kuigi kiraalsetel objektidel puudub peegeldav sümmeetria, võib neil siiski olla pöördesümmeetria, mis tähendab, et need näevad välja 360 kraadi pööramisel ühesugused.

Kiraali näited:

Igapäevased kiraalsed objektid on näiteks käärid või golfikepid, kus saate valida vasaku või parema käega. Keemias saab kiraalsust kasutada teatud molekulaarsete konfiguratsioonide kirjeldamiseks. Erinevate aatomitega seotud tetraeedriline süsinik on enamasti kiraalne ja mitteidentsete peegelpiltidega on võimalik, kui süsinik on teiste aatomitega asümmeetriliselt seotud. Neid keemia peegelpilte nimetatakse enantiomeerideks ja neil on ka omadus olla kas paremakäeline või vasakukäeline, kuid keemias tähistatakse seda käelisust R või S-ga.

Tähtsus:

Kiraalsus on oluline aspekt, millest keemiainsenerid peavad aru saama, ning nad peavad mõistma stereoisomerismi ja enantiomeeride olulisust keemilises funktsioonis. Kui ravim on konstrueeritud nii, et see ei oleks kiraalsuse osas õiges vormis, võib see põhjustada patsientidele drastilisi tagajärgi ja põhjustada isegi edasise haiguse või surma. Ajuhaiguse põhjustamisega seotud amüloidvalke uurivad teadlased on avastanud amüloidide struktuuris kiraalsuse, mis võib olla kasulik ravi väljatöötamisel.

Mis on Achiral?

Achirali määratlus:

Achiral on mõiste, mida kasutatakse objekti kirjeldamiseks, mis on täielikult ja identne iseenda peegelobjektiga. Kiraalsuse olemus seisneb selles, et tavaliselt on akraalsed vaid lihtsad molekulid, näiteks süsivesinikud.

Sümmeetria:

Akraalsetel objektidel ja molekulidel on peegeldav sümmeetriakeskus ja seega näevad need peeglist vaadatuna identsed. Sellistel akraalsetel objektidel on ka nn pöördesümmeetria.

Näited Achiralist:

Igapäevase eseme, mis on akraalne, näide on riistvara nael. Sellise küünte peegelpilt on identne tegeliku objektiga ja sellel on sümmeetria tasapinna ümber. Keemias on propaani molekulaarstruktuur kiraalne, kuna peegelpilt on identne algse molekulaarse objektiga.

Tähtsus:

Aküraalsed objektid ei näita stereoisomerismi ja seetõttu pole keemiatehnikute poolt selliste molekulaarstruktuuride kujundamisel muret, kuna molekulid saavad omavahel siduda ainult ühel kindlal viisil.

Erinevus kirali ja akrali vahel?

  1. Definitsioon

Kiraalne objekt ei ole täielikult ja identne peegliobjektiga. Võrdluseks - akraalne objekt on täielikult ja identselt üleval peegelobjektiga.

  1. Peegeldav sümmeetria:

Kiraalsetel objektidel puudub peegeldav sümmeetria, kuna nad on jagunemisjoone ümber asümmeetrilised. Akraalsetel objektidel on peegeldav sümmeetria, kuna nad on jagunemisjoone ümber sümmeetrilised.

  1. Vasak- ja paremakäelised vormid

Kiraalsel objektil on nii vasak- kui ka paremakäelised vormid, mida molekulaarobjektide konfigureerimiseks nimetatakse S ja R-na. Akraalseks objektiks ei ole parempoolset ega vasakukäelist ega S- ja R-molekulivormi.

  1. Identsed peegelpildid

Kiraalsetel objektidel ja molekulidel pole kunagi identseid peegelpilte, kuna need on asümmeetrilised. Akraalsetel objektidel on alati identsed peegelpildid, kuna need on sümmeetrilised.

  1. Enantiomeerid

Kiraalsetel molekulidel on sageli enantiomeerid, kuna stereoisomerism on olemas, samas kui akraalsetel objektidel enantiomeere pole.

  1. Näiteid igapäevastest objektidest

Mõned igapäevased esemed ja esemed, mis näitavad kiraalset vormi, on käärid ja golfikepid, kust inimene saab osta parema- või vasakukäelisi vorme. Mõned igapäevased esemed, millel on akraalne vorm, on riistvara naelad.

  1. Näited keemiast

Kiraalse molekuli keemiline näide on molekul, milles on tetraeedriline süsinik, millega erinevad aatomid seovad, et saada asümmeetriline struktuur. Akiraalse molekuli keemiline näide on propaani molekulaarstruktuur.

Tabel, kus on võrreldud kiraalset ja akrali

Kiraalse Vs kokkuvõte Achiral

  • Kiraalsust täheldatakse keerukates molekulides sagedamini kui akraalsust. Akraalsed objektid näitavad tegeliku objektiga identset peegelpilti. Kiraalsed objektid ei näita objekti või eseme asümmeetrilise konfiguratsiooni tõttu tegeliku objektiga identset peegelpilti. Nii akraalsed kui ka kiraalsed objektid võivad pöörlemissümmeetriat näidata 360 kraadi ümber, kuid kiraalsetel objektidel puudub peegeldav sümmeetria. Kiraalsus on keemia oluline aspekt, kuna erinevatel enantiomeeridel võib olla erinev reaktsioonivõime. Teadmised molekulaarstruktuuride kiraalsusest võivad aidata haiguste ravis ja ravimite kavandamisel.
Dr Rae Osborn

Viited

  • Reusch, William. “Stereoisomeerid II: kiraalsus ja sümmeetria.” Keemia. Michigan State University, 2008, https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/chapt11.htm
  • Rubin, Noa, et al. "Amüloidsete suprastruktuuride kiraalsus." American Chemical Society ajakiri 130.14 (2008): 4602-4603.
  • Kujutise krediit: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Soai_reaction_scheme.png
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/Thalidomide_molecule_with_chiral_carbon_annotation.svg/500px-Thalidomide_molecule_with_chiral_carbon_annotation.svg.png