円偏光二色性
キラル物質の円偏光二色性スペクトルの符号は、鏡像異性体同士で逆になる。そのため、円偏光二色性スペクトル測定は、キラル物質の絶対立体配置を調べるために経験的または非経験的に用いられる。特に、分子内に複数の発色団を持つ場合は、励起子キラリティー法と呼ばれる手法によって、コットン効果の符号と大きさを理論的に計算することができる。これにより絶対立体配置を決定することが可能である。
直線偏光は同じ振幅を持つ左円偏光と右円偏光の和と見なすことができる。そのため、直線偏光が円偏光二色性を持つ物質中を通過すると、その直線偏光を構成していた左円偏光と右円偏光に振幅の差が生じるため楕円偏光に変化する。また、さらに旋光性により楕円の軸の回転も起こる。
旋光性が任意の波長で見られるのに対して、円偏光二色性はその物質が吸収する波長でしか見られない。
円偏光二色性の大きさは、左円偏光に対する吸光度AL と右円偏光に対する吸光度AR の差である円二色性吸光度
ΔA = AL - AR
で表される。もしくは、tanθが楕円偏光の短軸での振幅の長軸での振幅に対する比となるような楕円率θで表される。
一対の鏡像異性の関係にある物質について、旋光度と同様に円偏光二色性は絶対値が等しく逆の符号になる。
左右円偏光の吸光度にはランバート・ベールの法則が成立するから、円二色性吸光度にもランバート・ベールの法則が成立する。すなわち濃度c 、光路長l としたとき
ΔA = Δεc l
が成り立つ。濃度c の単位として mol/dm、光路長l の単位として cm をとったときのΔεをモル円二色性という。
また、楕円率θは濃度c 、光路長l に比例する。単位の取り方によって楕円率は次の2種類の表し方を持つ。