为什么DNA解链时会有更多的共轭双键暴露
单链DNA比双链DNA紫外线吸收高的原因如下:
因为DNA双链解链后,更多的共轭双键得以暴露,所以紫外吸收峰会升高。
DNA分子中碱基间电子的相互作用使DNA分子具有吸收260nm波长紫外光的特性在DNA双螺旋结构中碱基藏入内侧,变性时DNA双螺旋解开,于是碱基外露,碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收,故而产生增色效应所以说双链的DNA分子的光吸收值比同样量的单链DNA低
Tm
热变性的DNA是在一个相当窄的温度范围内完成,在这一范围内。紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度。
简单地说一下
共轭效应,从能量的角度说,是中心原子上的π电子由于离域造成的体系能量下降,或者说使得体系更趋于稳定。
为什么电子离域会使能量下降呢,可以这样来直观理解:
所谓电子离域,就是电子不仅在一个原子核周围出没,而且可以出现在整个共轭体系(共轭体系,简单地说就是单双键交替的结构)中。离域电子比起定域电子,有更大出没空间,因此电子间靠近的几率有所下降。宏观上表现为电子间的排斥能减小。共轭体系越大,这种能量减小的效应也越明显。
共轭体系作为一种特殊的官能团,在吸收光谱中也对应着某个特征频率。碳碳单键成键电子的特征频率在紫外区,不显现出颜色。碳碳双键作为最小的共轭体系,能量虽然有所下降,但不足以使得特征频率进入可见光区。随着共轭体系逐渐增大,体系能量逐渐降低,当能量低至使得特征频率进入可见光区时,物质便显现出一定的颜色(物质的颜色是特征频率所对应的颜色的互补色)。不同物质的共轭体系不同,能量和特征频率也不一样,也就呈现出各种颜色。
笼统地说,物质的颜色是一种光量子效应,共轭效应只是其影响因素的其中一种。
双键其本身就是一个共轭体系。
双键若与其他共轭体系(如苯环、不饱和键等)相连,双键会参与到共轭中,从而扩展共轭体系。
若这个共轭体系连有吸电子或推电子的基团或原子,则这个电子效应会所共轭体系传递
共轭双键数目越多,其电子离域程序越高,按照分子轨道理论,离域π键形成时会形成成键轨道能带和反键轨道能带,且轨道之间的能量差变小,也就是最低能量的空轨道(π)与最高能量的占有轨道(π)之间的能量差越小,发生跃迁时需要的能量就小,对应的波长就长。
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