化學原理啟迪487
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1.
立體異構物的化學鍵一樣，但原子的空間排列不同。立體異構物可分為二種，一種是幾何異構物geometrical
isomerism；另一種光學異構物optical isomerism。幾何異構物又稱為順式或反式異構物
cis-trans isomerism。
2.
當分子堅硬的環狀化學鍵上的原子或取代基，可朝不同方向擺放，這樣的分子，稱為幾何異構物。舉例來說，化合物Pt(NH3)2Cl2是平面四邊形結構。
3.
在順式異構物cis
isomer，2個氨分子在四邊形構造的同一邊；在反式異構物trans
isomer，2個氨分子在平面四邊形的對角線。
4.
八面體的錯離子也會有幾何異構物。舉例來說，化合物[Co(NH3)4Cl2]Cl有順式cis和反式trans二種異構物。
5.
另一種異構物稱為光學異構物optical isomerism，這種異構物會對平面偏極產生不同的作用。光源所釋放出的光線，其光子移動方向是隨機四散的；如果光線必須先穿越偏光鏡，只有振動電場方向與偏光鏡一樣的光子，能穿過偏光鏡保留下來，穿過偏光鏡後透出的光，稱為平面偏極光plane-polarized
light。
6.
1815年，法國化學家Jean
Biot發現某些晶體能使偏極光的平面旋轉，稍後，科學家發現某些化合物溶液也能使偏極光旋轉。Louis
Pasteur是最先發現這個現象的科學家。
7.
1848年，Louis
Pasteur注意到固體「酒石酸銨鈉sodium
ammonium tartrate（NaNH4C4H4O4）」混合物裡有二種晶體，這二種晶體各自溶解製成的溶液，能將偏極光往彼此相反的尋轉，這個特性使我們能夠在光學活性與分子結構之間建立關連性。
8.
我們現在知道，分子如果有不重疊鏡像nonsuperimposable
mirror images，就具有光學活性。人類的雙手是不重疊鏡像，左手是右手的鏡中影像，右手是左手的鏡中影響，任何一隻手都無法變成另一隻手。
9.
許多分子都顯示了不重疊鏡像的特徵，舉例來說，錯離子[Co(en)3]3＋異構物便是如此，具有不重疊鏡像的物質（分子）稱為對掌性chiral。
10.
[Co(en)3]3＋的異構物是不重疊鏡像，稱為鏡像異構物enantiomers。平面偏極光照射時，每一種鏡像異構物旋轉偏極光的方向，會與成對的另一種鏡像異構物旋轉偏極光的方向，相反，因此它們是光學異構物。
11.
將平面偏極光往右轉的異構物稱為右旋dextrorotatory，寫成d，將平面偏極光往左旋轉的異構物，稱為左旋levorotatory(l)。
12.
將等量的右旋d和左旋l異構物一起混在溶液裡，會製作出消旋混合物racemic mixture。消旋混合物不會扭轉偏極光，因為二種異構物扭轉偏極光的方向互相抵銷掉了。
13.
幾何異構物，不一定是光學異構物，舉例來說[Co(en)2Cl2]+的反式異構物trans isomer，與它的鏡像長得一樣，因此[Co(en)2Cl2]+與它的鏡中影像沒有對掌性，所以不是光學異構物。
14.
另一方面，順式cis-[Co(en)2Cl2]+與它的鏡像無法重疊，這個錯合物離子，確實存在鏡像異構物，所以，順式cis-[Co(en)2Cl2] +是有對掌性的。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源∕images.1233.tw、 chemguide.co.uk、chemwiki.ucdavis.edu、kshitij-iitjee.com
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