Skip to content

دست سانی/ CHIRALITY- قسمت اول

  پارس دانش:دست سانی یا CHIRALITY یکی از مفاهیم مهم  ریاضی است که در علوم مختلف از جمله در شیمی ،بیولوژی ، هندسه و فیزیک  کاربرد های فراوانی دارد .

  مفهوم دست سانی

انواع دست سانی

الف – دست سانی در طبیعت

ب- دست سانی در شیمی

ت-دست سانی در ریاضی 

ج-  دست سانی در فیزیک

ج -۱ ) الکترو مغناطیس

ج -۲) کوانتوم

۱- مقدمه مفهوم دست سانی

موجود کایرال یا دست سان هر چیزی است که با تصویر آینه یی خور حالت انطباق نا پذیر دارد  دست انسان شاید شناخته شده‌ترین مثال دست سانی در جهان باشد: دست چپ، تصویر آینه‌ای انطباق ناپذیر دست راست است؛ صرف نظر از نحوه چرخیدن دست‌ها، غیرممکن است که ویژگی‌های اساسی آن‌ها برهم منطبق شود. این اختلاف در تقارن زمانی آشکارتر می‌شود که دستکش مربوط به دست چپ، بر روی دست راست قرار گیرد.

واژه دست سانی از کلمه (به یونانی:  χειρ  (kheir)) به معنای «دست» گرفته شده است و رهیافتی ریاضی بر مفهوم «دستوارگی» است

دست و پا اجسام دست سان  توپ بیس بال نادست سان                               پیچ یک جسم دست تان

الف)دست سانی در طبیعت و در بیولوژی

دست سانی در شکل ترکیب پروتئین ها Tشکل گیاهان و صدف ها وجود دارد

ساختار DNA دو پیچه در هم تنیده است.

       

 

یک ذرهٔ باردار در میدان مغناطیسی در حال طی‌کردن یک مسیر پیچه‌وار         پیچهٔ راست‌گردِ (cos t, sin tt) از t = ۰ تا π۴ پیکان‌ها جهت افزایش t را نمایش  می‌دهند.

                                                 

دست سانی در شیمی

به هنگام استفاده از آن در مقوله شیمی، دست‌سانی معمولاً به ملکولها اشاره دارد. دو تصویر آینه یک ملکول را که نمی‌توان بر روی یکدیگر منطبق ساخت به عنوان ایزومرهای (هم‌پارهای) پادهمسان یا ایزومرهای نوری خوانده می‌شوند. چون تفاوت بین دستهای راست و چپ به لحاظ جهانی شناخته شده و به سادگی قابل مشاهده می‌باشد، بسیاری از زوج ایزومرهای پاد همسان را راست‌دست و چپ‌دست معرفی می‌کنند. ترکیبی از دو مقدار ایزومر پاد همسان یک مخلوط خوشه‌سان (راسمیک) گفته می‌شود. دست‌سانی ملکولی از آن جهت اهمیت دارد که در شیمی فضایی در قالب شیمی غیرآلی، شیمی آلی، شیمی فیزیک، زیست شیمی، و شیمی ابرملکولی کاربرد دارد.

یک مولکول دست سان (به انگلیسی: chiral molecule)، نوعی از مولکول است که تصویر آینه‌ای انطباق ناپذیر بر خود دارد. حضور یک اتم کربن نامتقارن (کربن کایرال)، غالباً آن ویژگی ای است که سبب ایجاد دست سانی در مولکولها می‌شود..

 

دو ایزومر پادهمسان یک اسید آمینه                                                                            آلانین-R سمت راست و آلانین-S  سمت چپ در PH  خنثی

 

                   

تقارن یک ملکول (یا هر جسم دیگر) تعیین کننده دست‌سان بودن آن می‌باشد. یک ملکول نادست‌سان است اگر و فقط اگر دارای یک محور چرخش ناصحیح باشد؛ یعنی یک چرخش (دوره چرخش °۳۶۰ تقسیم بر n ) که در پی آن عمل انعکاس در صفحه‌ای عمود بر این محور صورت می‌گیرد که ملکول بر روی خود ترسیم کرده‌است. همانگونه که در تصویر نشان داده شده، یک قاعده ساده در مورد ملکول کربن| کربن با پیوند چهاروجهی صدق می‌کند: اگر هر چهار جزء جایگزین با هم تفاوت داشته باشند، ملکول آن دست‌سان است. به عنوان مثال، یک ملکول دست‌سان ضرورتاً نامتقارن نیست، یعنی فاقد عناصر تقارن همچون  تقارن چرخشی نیست