What is chirality and how did it get in my molecules? - Michael Evans

Çeviri: Yunus ASIK Gözden geçirme: Reşat Bir

In the early days of organic chemistry,

Organik kimyanın erken dönemlerinin kimyagerleri,

chemists understood that molecules were made of atoms

moleküllerin kimyasal bağlarla bağlanmış

connected through chemical bonds.

atomlardan oluştuğunu anlamıştı.

However, the three-dimensional shapes of molecules

Bununla beraber moleküllerin üç boyutlu biçimleri,

were utterly unclear, since they couldn't be observed directly.

bütünüyle belirsizdi, çünkü doğrudan gözlemlenemiyorlardı.

Molecules were represented using simple connectivity graphs

Moleküller, burada gördüğünüze benzeyen basit bağlanabilirlik

like the one you see here.

çizgeleri ile gösteriliyordu.

It was clear to savvy chemists of the mid-19th century

19. yüzyılın ortalarında yaşayan uyanık kimyacılar için

that these flat representations couldn't explain

bu düz gösterimlerin, gözlemlerinin çoğunu

many of their observations.

açıklayamadığı bir gerçekti.

But chemical theory hadn't provided a satisfactory explanation

Ancak kimyasal kuram, moleküllerin üç boyutlu yapıları için de

for the three-dimensional structures of molecules.

tatminkâr bir açıklama yapmıyordu.

In 1874, the chemist Van't Hoff published a remarkable hypothesis:

1874'te kimyacı Van't Hoff dikkate değer bir hipotez yayınladı:

the four bonds of a saturated carbon atom

Yoğunlaşmış bir karbon atomundaki dört bağ

point to the corners of a tetrahedron.

bir dört yüzlünün köşelerini oluşturur.

It would take over 25 years

Kuantum devriminin, bu hipotezi kuramsal olarak kanıtlaması

for the quantum revolution to theoretically validate his hypothesis.

25 yıldan fazla sürecekti.

But Van't Hoff supported his theory using optical rotation.

Ama Van't Hoff kuramını optik rotasyon ile destekledi.

Van't Hoff noticed that only compounds containing a central carbon

Van't Hoff, sadece dört farklı atomun ya da grubun bağlı olduğu

bound to four different atoms or groups

merkezi bir karbon içeren bileşiklerin düzlem polarize ışıkla

rotated plane-polarized light.

döndürüldüğünü fark etti.

Bileşiklerin bu sınıfıyla ilgili benzersiz bir şey olduğu açık.

Clearly there's something unique about this class of compounds.

Take a look at the two molecules you see here.

Burada gördüğünüz iki moleküle bir göz atın.

Each one is characterized by a central, tetrahedral carbon atom

Her biri bir merkezden karakterize edilmiş dört yüzlü karbon atomuna bağlı

bound to four different atoms:

dört farklı atom:

bromine, chlorine, fluorine, and hydrogen.

Brom, klor, flor ve hidrojen.

We might be tempted to conclude that the two molecules

Neden oluştukları sadece kendimizi ilgilendiriyorsa,

are the same, if we just concern ourselves with what they're made of.

iki molekülün aynı olduğunu sonuçlandırmak için cazip olabilir.

However, let's see if we can overlay the two molecules

Ancak gerçekten kusursuz biçimde aynı olduklarını kanıtlamak için

perfectly to really prove that they're the same.

iki molekülü çakıştırabilir ve görürsünüz.

We have free license to rotate and translate both of the molecules

Moleküllerin her ikisini de döndürmek ve çevirmek için lisansımız var.

as we wish. Remarkably though,

Dikkat çekici olsa da,

no matter how we move the molecules,

molekülleri nasıl hareket ettirirsek ettirelim,

we find that perfect superposition is impossible to achieve.

mükemmel çakıştırmaya ulaşmanın imkânsız olduğunu buluruz.

Now take a look at your hands.

Şimdi ellerinize bakın.

Notice that your two hands have all the same parts:

İki elinizde de aynı parçalar vardır:

a thumb, fingers, a palm, etc.

Bir başparmak, diğer parmaklar, avuç gibi.

Like our two molecules under study,

Çalışma kapsamındaki iki molekülümüz gibi,

both of your hands are made of the same stuff.

ellerinizin her ikisi de aynı şeylerden oluşur.

Furthermore, the distances between stuff in both of your hands are the same.

Ayrıca şeylerin arasındaki mesafeler, ellerinizin her ikisinde de aynıdır.

The index finger is next to the middle finger,

İşaret parmağı, orta parmağın yanında

which is next to the ring finger, etc.

ve o da yüzük parmağının yanında, vb.

The same is true of our hypothetical molecules.

Aynısı bizim hipotetik moleküllerimiz için geçerlidir.

All of their internal distances

Tüm içsel mesafeleri aynıdır.

are the same. Despite the similarities between them,

Aralarındaki benzerliklere rağmen,

your hands, and our molecules,

elleriniz ve moleküllerimiz

are certainly not the same.

kesinlikle aynı değildir.

Try superimposing your hands on one another.

Ellerinizi birbirinin üstüne koymayı deneyin.

Just like our molecules from before,

Daha önce bizim moleküllerimiz gibi,

you'll find that it can't be done perfectly.

mükemmel bir şekilde yapılamadığını göreceksiniz.

Now, point your palms toward one another.

Şimdi avuçlarınızı birbirine çevirin.

İşaret parmaklarınızın ikisini de sallayın.

Wiggle both of your index fingers.

Notice that your left hand looks as if it's looking

Dikkat ederseniz, sol eliniz tıpkı sağ elinizin

in a mirror at your right.

aynadaki görüntüsüne benzer.

In other words, your hands are mirror images.

Yani elleriniz birbirlerinin ayna görüntüsüdür.

The same can be said of our molecules.

Aynısı moleküllerimiz için de söylenebilir.

We can turn them so that one looks at the other

Birinin diğerinin aynası olması için onları çevirebilirsiniz.

as in a mirror. Your hands - and our molecules -

Elleriniz -- moleküllerimiz --

possess a spatial property in common called chirality,

kiralite adlı ortak alansal bir özelliğe sahip

or handedness.

ya da tek el kullanabilme.

Chirality means exactly what we've just described:

Kiralite tam olarak böyle tanımlanır:

Kiral bir nesne, aynadaki yansımasının aynısı değildir.

a chiral object is not the same as its mirror image.

Chiral objects are very special in both chemistry and everyday life.

Kiral nesneler, hem kimyada hem de günlük hayatta çok özeldir.

Screws, for example, are also chiral.

Örneğin; vidalar da kiraldır.

That's why we need the terms right-handed and left-handed screws.

Bu nedenle sağ elli ve sol elli vida diye adlandırırız.

And believe it or not, certain types of light

İster inanın ister inanmayın,

bazı ışık türleri kiral vidalar gibi davranabilir.

can behave like chiral screws.

Packed into every linear, plane-polarized beam of light

Her doğrusal içine paketlenmiş, ışığın düzlem-polarize ışını,

are right-handed and left-handed parts

sağ el ve sol elin parçalarıdır,

that rotate together to produce plane polarization.

düzlem polarizasyonu yapmak için beraber döndürülürler.

Chiral molecules, placed in a beam of such light,

Böyle bir ışık demetine yerleştirilmiş kiral moleküller,

interact differently with the two chiral components.

iki kiral bileşenle farklı etkileşir.

As a result, one component of the light gets temporarily slowed down

Sonuç olarak, ışığın bir bileşeni diğerine göre geçici olarak yavaşlar.

relative to the other. The effect on the light beam

Bunun ışık demeti üzerindeki etkisi,

is a rotation of its plane from the original one,

düzleminden sapmasıdır ki,

otherwise known as optical rotation.

buna optik rotasyon denir.

Van't Hoff and later chemists realized that the chiral nature

Van't Hoff ve ardından gelen kimyacılar, dört yüzlü karbonların kiral doğasının

of tetrahedral carbons can explain this fascinating phenomenon.

bu muhteşem görüngüyü açıklayabildiğini anladı.

Chirality is responsible for all kinds of other fascinating effects

Kiralite, kimyadaki ve günlük hayatta

in chemistry, and everyday life.

pek çok muhteşem etkiye neden olur.

Humans tend to love symmetry

İnsanlar simetriden hoşlanma eğilimindedir

and so if you look around you, you'll find that chiral objects

ve çevrenize bakarsanız, insanlar tarafından yapılan

made by humans are rare.

kiral nesnelerin pek az olduğunu görürsünüz.

But chiral molecules are absolutely everywhere.

Ama etraf kiral moleküllerle doludur.

Phenomena as separate as optical rotation,

Optik rotasyon gibi ayrık görüngüler,

Screwing together furniture,

mobilyaları vidalamak

and clapping your hands

ve el çırpmak gibi şeylerin tümü de

all involve this intriguing spatial property.

bu ilginç alansal özelliği içerir.