手征性分子中固有的手征性场

手征性只是一个与几何特征有关的概念,是一种赝标量.这种赝标量无法保证与外部物理世界的联系.研究分析发现,分子不仅仅是原子位置在空间的排列,分子通常还具有固有的电偶极子排布.简单的几何图形不足以描述分子的物理特征.手征性分子不仅拥有原子位置的不对称排列,还拥有固有电偶极子的不对称排布.手征性分子的固有手征性场其尺寸要大于分子通常的几何尺寸,这种固有的手征性场可以定义为一种物理状态,能保证分子与外部物理世界的联系.一对对映体是关于手征性场的双态体系.逻辑上,手征性的场分布才是导致手征性分子旋光活性的物理原因,因为场是一种物理实在并且拥有固有的方向性.

手征性物体中电偶极场的手征性排布

对手征性石英和螺旋铜丝的结构进行了分析研究.漆包铜丝本身由于铜和漆皮的接触起电效应,存在固有的电偶极场.当铜丝弯成手征性的螺旋结构时,其固有的场也转变成手征性排列,类似螺苯中C—H键的电偶极场分布.手性石英晶体中的SiO4四面体结构单元表现出扭转的手性结构,并且Si—O键有二种不同长度,结构参数的差值已超出误差范围.一块手性石英晶体相当于由无数的均匀手性的SiO4结构单元组成.SiO4结构单元的构像手性以及手征性偶极场排布也被揭示出来.研究说明,不仅手性分子中存在手征性的场分布,石英晶体和螺旋铜丝也存在固有的手征性偶极场分布.手征性偶极场的存在能够解释光学活性的起源问题.