Pouvoir rotatoire - Définition

Origine structurale du pouvoir rotatoire

Les études effectuées au cours du XIX^e siècle ont montré que le pouvoir rotatoire accompagne une structure microscopique dissymétrique du milieu concerné, dans l'arrangement des atomes pour former une molécule ou un cristal ; on parle de dissymétrie ou de chiralité soit moléculaire, soit cristalline. L'élément de base de cette structure est une figure géométrique spatiale dissymétrique, en sorte qu'elle ne soit pas superposable avec son image dans un miroir. Ces deux stuctures, images l'une de l'autre, mais non superposables produisent des rotations en sens opposés du champ électrique des ondes lumineuses, à condition qu'elles ne soient pas mélangées.

Lorsque ces molécules ou cristaux dissymétriques sont fabriqués dans des réactions chimiques, partant de molécules courantes et symétriques, le processus chimique, ne comportant au départ aucune dissymétrie, fabrique toujours un mélange en quantités égales des deux formes images. Ce mélange, appelé racémique, n'a aucun pouvoir rotatoire. À la fin du XIX^e siècle, Pasteur a réussi, en cristallisant un mélange racémique, à séparer les deux structures images, en triant visuellement, un par un, les petits cristaux ; et il a obtenu ainsi deux milieux distincts, ayant le pouvoir rotatoire.

Les organismes biologiques (animaux ou végétaux) sont souvent capables de produire des molécules d'une seule forme, dont on observe le pouvoir rotatoire. C'est pourquoi le pouvoir rotatoire intéresse particulièrement les biochimistes.

• Remarque : On rapproche souvent la polarisation rotatoire de l'effet Faraday, effet magnéto-optique qui consiste aussi en une rotation de la polarisation rectiligne dans un milieu transparent, lorsqu'il est soumis à un champ magnétique. L'effet Faraday peut être effectivement décrit par la théorie développée ci-dessus, avec deux indices distincts n_D et n_G pour les deux polarisations circulaires, droite et gauche. Mais l'origine de la différence des indices est totalement différente entre ces deux phénomènes ; dans l'effet Faraday, elle est due à l'action du champ magnétique sur les atomes, et la théorie électromagnétique permet alors de calculer cette différence des indices.