Hiralnost

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
(Preusmjereno sa Hiralnost (hemija))
Jump to navigation Jump to search
Preferences-system.svg Ovom članku potrebna je jezička standardizacija, preuređivanje ili reorganizacija.
Pogledajte kako poboljšati članak, kliknite na link uredi i doradite članak vodeći računa o standardima Wikipedije.
Gnome-edit-clear.svg Ovaj članak zahtijeva čišćenje.
Molimo Vas da pomognete u poboljšavanju članka pišući ili ispravljajući ga u enciklopedijskom stilu.
Dva enantiomera hiralne generičke aminokiseline

Hiralnost (grč. χειρ – kheir = ruka) je svojstvo simetrije koje je važno u nekoliko grana znanosti.

Objekt ili sistem je hiralan ako se njegove forme razlikuju od svojih slika u ogledalu, tj. ne mogu biti međusobno superponirani. Nasuprot tome, izgled u ogledalu ahiralnog predmeta, kao što je sferični, ne može se razlikovati od objekta. Hiralni objekti i njihove slike u ogledalu se nazivaju enantiomorfi (grč. = suprotnost forme) ili, kada se odnosi na molekule, enantiomeri. Nehiralni predmeti se zovu ahiralni (ponekad i amfihiralni) i mogu se superponirani na odraz u ogledalu.

Ako je objekt nehiralni i zamisli se kao da je plava, onda se njegova slika u ogledalu zamišlja kao da je žuta. Zatim se nizom rotacija i translacija ove dvije boje mogu biti preklopljene, dajući ne dajući zeleno ni sa jednom od preostalih originalnih boja.

Hiralnost/nehiralnost još očitije ilustrira poređenje zavrtnja (šrafa, šarafa) i eksera. Prvi ima lijeve ili desne navoje, a drugi nema nikakve.[1][2][3][4]

Izraz hiralnost je prvi put koristio Lord Kelvin 1893. godine na predavanju u Oxford University Junior Scientific Clubu, koje je objavljeno 1894. godine.[5]

Strane ljudskog tijela su možda načešće univerzalno priznat primjer hiralnosti: lijeva ruka je supernepoklapajući odraz desnoj; bez obzira na to koliko su orijentirane dvija ruke, nemoguće poklopiti tako da se sve glavne karakteristike obje podudare u svim pravcima. Ova razlika u simetriji postaje jasna ako netko pokuša da se rukuje sa desne strane ili ako rukavicu lijeve ruke stavi na desnu. U matematici hiralnost je u oblasti brojki koje nisu identične svom odrazu u ogledalu.

Matematika[uredi | uredi izvor]

Hiralni 3D objekt bez centralne simetrije ili ravni simetrije (Klikni okvir)
Svih sedam čvorova ili prijelaza (ne uključujući sliku u ogledalu)

U matematici, brojka je hiralnia ako ne može biti mapirana u svoj odraz u ogledalu, matematičkom rotacijom i geometrijskim translacijom. Naprimjer, činjenica je da se desna strana cipele razlikuje od lijeve, a kazaljke na satu se razlikuje od kazaljke na satu.

Za hiralne objekte i njihove slike u ogledalu se kaže da su enantiomorofi (grč. ἐναντίος - enantios = suprotno + μορφή - morphe = forma. A nehiralna brojka se zove ahiralna ili amfihiralna.

Helix (okrenut, uvrnut, vijak, propeler, itd) i Möbius strip su hiralni dvodimenzionalni objekati u trodimenzionalnom ambijentalnom prostoru, u obliku slovâ J, L, S i Z.

Mnogi drugi poznati predmeti pokazuju istu hiralnu simetriju ljudskog tijela, kao što su rukavice, čaše (gdje se dva objektiva razlikuju u receptu) i cipele. Sličan pojam hiralnosti smatra se u teoriji čvorova, kao što je objašnjeno u nastavku.

Neki hiralni trodimenzionalne objekti, kao što su puževi roda Helix, mogu biti uvijeni na desnofruko (desnogirnoI) ili ljevoruko (lijevogirno), u skladu sa desnorukim pravilom.

Geometrija[uredi | uredi izvor]

U geometriji, brojka je aciraln ako i samo ako simetrija grupa sadrži najmanje jednu izometriju zvanu orijentacija-unazad.

U dvije dimenzije, svaki lik koji posjeduje os simetrije je ahiralan, a može se pokazati da svaka ograničena ahiralna figura mora imati osi simetrije. U tri dimenzije, ahiralan je svaki lik koji posjeduje ravan simetrije ili centar simetrije. Postoje, međutim, ahiralne brojke kojima nedostaju i ravan i centar simetrije. Što se tiče grupe tačka, svim hiralnim brojkama nedostaje nepravilna os rotacije (S<sub<n ). To znači da oni ne mogu sadržavati centar inverzije (i) ili vazdušno ogledalo (σ). Jedina figura sa grupe tačaka pod oznakom C1, Cn, Dn, T, O ili mogu biti hiralni.

Teorija čvorova[uredi | uredi izvor]

Figure-eight knot (mathematics) --> Matematika čvorova zvanih amfihiralni čvor, ako može kontinuirano deformiratiu svoj odraz u ogledalu, zove kiralna. Naprimjer, bez čvora i čvora osmice su ahiralni, dok je trolini čvor hiralni.

Fizika[uredi | uredi izvor]

Animacija lijevo usmjerene (suprotne kretanju kazaljki na satu), kružno polarizirane svjetlosti, gledane u smjeru izvora, suglasno sa fizičkim i astronomskim konvencijama.

U fizici, hiralnosti se mogu se naći u spin česticama, koje se mogu koristiti za definiranje nespretnosti (aka hiralnosti) za tu česticu. Transformacija simetrije između dva naziva se paritet. Nevarijantnost palariteta u Dirac fermionima se zove hiralna simetrija.

Elektromagnetizam[uredi | uredi izvor]

Elektromagnetska zraka se širi prema lijevo/desno modelu polarizacije i oisuje se u terminima kružne spiralnosti (koja se javlja kod puža). Polarizacija ovakvih talasa se opisuje kao gomtrijska orijentacija, tj. variranje vremana funkcije određenim Euklidskim vektoriđom, mplitudom električnog polja (vidi sliku desno).

Hemija[uredi | uredi izvor]

(S)-Alanin (lijevo) and (R)-alanin (desno) iu blizanačkoj formo pri neutralnom pH

Širenje elektromagnetskog zračenja kao "nespretnog" vala polarizacije opisano je u smislu helikoidnosti (u obliku spirale). Polarizacija jednog elektromagnentnog vala, je svojstvo koje opisuje orijentacija, odnosno vremenska različitost, pravc (Euklidov vektor), i amplitude električnog polja. Za prikaz, pogledajte sliku na desno.

U hemiji, hiralnosti se obično odnosi na molekule. Dvije slike hiralnih molekula u ogledalu se zovu enantiomeri ili optički izomeri. Parovi enantiomera su često označeni kao dešnjaci, "ljevoruki" ili oni koji imaju sklonosti ka ahiralnosti. Kao polarizirana, svjetlost prolazi kroz hiralne molekule i ravni polarizacije, a kada su duž osi prema izvoru, rotirat će u smjeru kazaljke na satu (na desno) ili u suprotnom pravcu (lijevo).

Molekulska hiiralnost je zanimljiva zbog njene primjene u stereohemiji neorganskoj, organskoj i fizičkoj hemiji, biohemiji i supramolekulskoj hemiji.[6][7][8]

Biologija[uredi | uredi izvor]

Kućice dvije vrste morskih puževa: lijevo je (normalna) lijevo usmjerena hiralnost Neptunea angulata, a desno (normalna) udesno usmjerena navojitost Neptunea despecta

U anatomiji, hiralnosti se nalazi u nesavršenom ogledalu simetrije tijela mnogih vrsta životinja. Organizami kao što su puževi eksponiraju hiralnosti u spirali kućice, što rezultira u asimetričnom izgledu. Preko 90% gastropodnih vrsta imaju dekstralni (desnoruki) pravac motanja, a mali broj vrsta i rodova su gotovo uvijek sinistralni (ljevoruki). Vrlo mali broj vrsta (na primjer Amphidromus perversus) imaju ravnomjernu mješavinu dva pravca uvijanja ljušture.[9][10]

Kod ljudi, hiralnosti (poznate i kao nespretnost ili lateraliziranost) je atribut kojom su definirane nejednake raspodjele fine motorne sposobnosti između lijeve i desne ruke. Osoba kod koje je spretnija desna strana zove se dešnjak, a za onu kojoj je vještija lijeva strana, kaže se da je ljevoruk. Hiralna asimetrija se također vidi posmatranjem lica. Jedno oko, primjerice, može biti pravo usmjereno, a drugo – razroko.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Atkins P., de Paula J. (2006): Physical chemistry, 8th Ed. W. H. Freeman, San Francisco, ISBN 0-7167-8759-8
  2. ^ Binder H. H. (1999): Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart, ISBN 3-7776-0736-3.
  3. ^ Whitten K.W., Gailey K. D. and Davis R. E. (1992): General chemistry, 4th Ed. Saunders College Publishing, Philadelphia, ISBN 0-03-072373-6.
  4. ^ Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G. (2002): General Chemistry, 8th Ed. Prentice-Hall, New York, ISBN 0-13-014329-4.
  5. ^ Sir William Thomson Lord Kelvin (1894): The molecular tactics of a crystal. Clarendon Press: http://archive.org/details/moleculartactic00kelvgoog.
  6. ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, ISBN 0-8053-5680-0.
  7. ^ Weast R. C., Ed. (1990): CRC Handbook of chemistry and physics. Chemical Rubber Publishing Company, Boca Raton, ISBN 0-8493-0470-9.
  8. ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, ISBN 0-8053-5680-0.
  9. ^ Schilthuizen M., Davison A. (2005): The convoluted evolution of snail chirality. Naturwissenschaften, 92 (11): 504–515.
  10. ^ http://www.jaxshells.org/052ddr.htm Amphidromus perversus (Linnaeus, 1758).

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]