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Deux molécules ou groupements sont isomères optiques si leurs structures diffèrent seulement par leur géométrie (qui induit une différenciation de l'activité optique et éventuellement des propriétés physiques).

L'exemple le plus courant est la présence de carbones asymétriques de configurations différentes entre les deux molécules étudiées, de configurations cis et trans autour d'une double liaison, etc...

Hist.Sc. L'isomérie optique a été étudiée par Pasteur qui sépara les deux formes lévogyre et dextrogyre du tartrate double de sodium et d'ammonium (1848). La stéréochimie fut fondée par les travaux de Le Bel et van't Hoff (1875), qui relièrent les propriétés d'isomérie optique de certains composés à la structure tétraédrique du carbone et à la présence de carbones asymétriques.