Due molecole della stessa composizione chimica possono essere costruite con diverse configurazioni atomiche. Gli atomi in queste molecole sono disposti in modo diverso e quando le loro immagini speculari sono rivolte nella stessa direzione, gli atomi in queste molecole non si allineano tra loro. Queste molecole sono anche conosciute come molecole chirali. Le molecole chirali non possono essere sovrapposte l’una all’altra. Un isomero è una tale molecola.
Un isomero ottico è una molecola che ha un effetto sulla luce polarizzata in piano. Le onde luminose hanno frequenze specifiche. La luce polarizzata viaggia in onde su un piano specifico, o frequenza di vibrazione. Quando una singola frequenza di luce viaggia attraverso gli isomeri ottici, il suo piano viene ruotato. Questa rotazione può essere oraria o antioraria a seconda della carica elettrica degli isomeri.
Gli scienziati di solito testano gli isomeri ottici usando un polarimetro. I componenti di un polarimetro di solito includono un pezzo di materiale polarizzato attraverso il quale passa la luce, un tubo utilizzato per contenere una soluzione, un analizzatore rotante e un oculare. Il tubo viene riempito con acqua, che non ha carica elettrica, e l’analizzatore viene ruotato in modo che non si veda la luce che lo attraversa.
I polarizzatori di solito sono incrociati con un angolo di 45 gradi. Una soluzione contenente isomeri ottici viene aggiunta all’acqua e l’analizzatore viene ruotato finché non si vede la luce che passa attraverso lo strumento. In questo modo si può misurare l’effetto degli isomeri e si può notare l’angolo di rotazione.
Esempi di isomeri sono amminoacidi, zuccheri e proteine. I diversi gusti e odori di alcuni alimenti possono essere attribuiti al modo in cui gli atomi in questi alimenti sono allineati. I recettori nella bocca e nel naso possono percepire il gusto e l’aroma degli alimenti in base a come sono disposte queste molecole e come reagiscono a questi recettori.
Gli isomeri ottici possono essere utilizzati anche per misurare la purezza di una soluzione chimica. Ad esempio, possono essere utilizzati nell’industria dello zucchero per misurare la concentrazione di sciroppo di zucchero sfuso. In medicina, si sta sviluppando l’uso di questi isomeri per misurare i livelli di zucchero nel sangue nei diabetici. La mineralogia ottica può utilizzare anche gli isomeri per identificare i materiali in una sezione sottile di depositi minerari.
La separazione degli isomeri ottici può essere uno strumento utile per la ricerca scientifica. Nello studio degli amminoacidi, questi acidi possono essere separati e misurati utilizzando isomeri ottici. Una sostanza contenente questi isomeri viene fatta passare attraverso un solido o un liquido che ha atomi caricati elettricamente e gli isomeri vengono separati dalla reazione della carica elettrica della soluzione e degli isomeri. Gli isomeri ottici sono un evento comune nella chimica naturale e possono essere utilizzati in molti settori, inclusa la ricerca medica.