Se pueden construir dos moléculas de la misma composición química con diferentes configuraciones atómicas. Los átomos de estas moléculas están dispuestos de manera diferente, y cuando sus imágenes especulares se giran para mirar en la misma dirección, los átomos de estas moléculas no se alinean entre sí. Estas moléculas también se conocen como moléculas quirales. Las moléculas quirales no se pueden superponer unas a otras. Un isómero es una molécula de este tipo.
Un isómero óptico es una molécula que afecta a la luz polarizada en un plano. Las ondas de luz tienen frecuencias específicas. La luz polarizada viaja en ondas en un plano específico o frecuencia de vibración. Cuando una sola frecuencia de luz viaja a través de isómeros ópticos, su plano gira. Esta rotación puede ser en sentido horario o antihorario dependiendo de la carga eléctrica de los isómeros.
Los científicos generalmente prueban los isómeros ópticos usando un polarímetro. Los componentes de un polarímetro generalmente incluyen una pieza de material polarizado a través del cual pasa la luz, un tubo que se usa para contener una solución, un analizador giratorio y un ocular. El tubo se llena con agua, que no tiene carga eléctrica, y el analizador se gira para que no se vea la luz que lo atraviesa.
Los polarizadores generalmente se cruzan en un ángulo de 45 grados. Se agrega al agua una solución que contiene isómeros ópticos y se gira el analizador hasta que se pueda ver la luz que entra por el instrumento. De esta forma se puede medir el efecto de los isómeros y se puede anotar el ángulo de rotación.
Ejemplos de isómeros son aminoácidos, azúcares y proteínas. Los diferentes sabores y olores de algunos alimentos se pueden atribuir a la forma en que se alinean los átomos de estos alimentos. Los receptores de la boca y la nariz pueden percibir el sabor y el aroma de los alimentos en función de cómo están dispuestas estas moléculas y cómo reaccionan a estos receptores.
Los isómeros ópticos también se pueden usar para medir la pureza de una solución química. Por ejemplo, se pueden utilizar en la industria azucarera para medir la concentración de jarabe de azúcar a granel. En medicina, se está desarrollando el uso de estos isómeros para medir los niveles de azúcar en sangre en diabéticos. La mineralogía óptica también puede usar isómeros para identificar materiales en una sección delgada de depósitos minerales.
La separación de isómeros ópticos puede ser una herramienta útil para la investigación científica. Al estudiar los aminoácidos, estos ácidos pueden separarse y medirse utilizando isómeros ópticos. Una sustancia que contiene estos isómeros pasa a través de un sólido o líquido que tiene átomos cargados eléctricamente, y los isómeros se separan por la reacción de la carga eléctrica de la solución y los isómeros. Los isómeros ópticos son una ocurrencia común en la química natural y pueden usarse en muchas industrias, incluida la investigación médica.