Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Фрайфелдер Д. -> "Физическая биохимия " -> 139

Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.

Фрайфелдер Д. Физическая биохимия — М.: Мир, 1980. — 580 c.
Скачать (прямая ссылка): fizicheskayabiohimiya1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 218 >> Следующая

13-10. Препарат суперспирализованной ДНК подвергли обработке, при которой с постоянной скоростью через каждые 30 мин происходит один одно-цепочечный разрыв. В среднем требуется 10 таких одноцепочечных разрывов прежде, чем произойдет разрыв двойной спирали. Предположим, что измерения можно производить достаточно быстро, так что вязкость существенно не изменится за время измерения. Нарисуйте график зависимости ц
отн ОТ
времени.
ЧАСТЬ
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
ГЛАВА
14
Абсорбционная спектроскопия
Молекулы поглощают свет. Длины волн, при которых происходит поглощение, и степень поглощения зависят от структуры и от окружения молекулы, поэтому абсорбционная спектроскопия является полезным инструментом для характеристики макромолекул различного размера.
Световая волна состоит из взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей, амплитуды которых по мере распространения в пространстве изменяются по синусоиде (рис. 14-1). Энергия волны Е равна
где h— постоянная Планка, с — скорость света, К — длина волны, v — частота. Когда волна сталкивается с молекулой, она может либо рассеиваться (т. е. изменяется направление ее распространения), либо поглощаться (т. е. ее энергия передается молекуле). Относительная вероятность протекания того или иного процесса является свойством той молекулы, с которой произошло столкновение. Если произошло поглощение электромагнитной энергии света, о молекуле говорят, что она возбуоюдена или перешла в возбужденное состояние. /Молекула или часть моле^ культ, которая может быть возбуждена посредством поглощения света в видимой и ближней УФ-области. называется х\оомо&о-
Общая теория поглощения света молекулами
(1)
РИС. 14-1.
Распространение электромагнитной волны в пространстве. Векторы Е и Н все время взаимно перпендикулярны.
рпм Обычно энергия возбуждения превращается в тепло (кинетическую энергию) в результате столкновения возбужденной молекулы с другой молекулой (например, молекулой растворителя). В случае некоторых молекул она вновь излучается (в гл. 15 детально обсуждается механизм флуоресценции). В обоих случаях интенсивность света, прошедшего через молекулу, содержащую набор хромофоров, меньше интенсивности падающего света.
Возбужденная молекула обладает набором дискретных квантованных энергетических состояний, описываемых законами квантовой механики. Эти состояния называются энергетическими уровнями молекулы. Главные энергетические уровни определяются возможным пространственным распределением электронов и называются электронными энергетическими уровнями; на них накладываются колебательные уровни, которые указывают на различные типы колебаний молекулы [например, растягивание и изменение углов различных ковалентных связей]. Имеются и еще более близко расположенные уровни, называемые вращательными, но они не очень важны в абсорбционной спектроскопии и не будут обсуждаться. Все эти энергетические уровни обычно описываются схемой энергетических уровней (рис. 14-2). Самый низкий электронный уровень называется основным состоянием, а все другие — возбужденными.
Поглощение энергии происходит с наибольшей вероятностью только в том случае, если количество поглощенной энергии соответствует разности энергий квантованных состояний. Это можно выразить, констатируя, что свет с длиной волны % поглощается только тогда, когда
РИС. 14-2.
Типичная схема энергетических уровней, показывающая основное состояние (1) и первое возбужденное состояние (2). Тонкими горизонтальными линиями показаны колебательные уровни (5).
Длинная стрелка указывает на возможный электронный переход между основным состоянием и четвертым колебательным уровнем первого возбужденного состояния. Короткая стрелка означает переход с одного колебательного уровня на другой в пределах основного состояния.
где Е\ — энергетический уровень молекулы до поглощения, а Е% — энергетический уровень, достигаемый в результате поглощения.
Изменение энергетического состояния при испускании или поглощении кванта называется переходом. Упрощенно переход между электронными энергетическими уровнями соответствует энергии, необходимой для перемещения электрона с одной орбитали на другую. На схеме * энергетических уровней переходы изображаются вертикальными стрелками. Зависимости пррп<дт_ ности поглощения от длины волны называется спектром пыла-. шения. Задача абсорбционной спектроскопии состоит в накоплении и анализе данных по поглощению. Если бы все переходы происходили только между самыми низкими колебательными уровнями основного состояния и первого возбужденного состояния, тогда спектр поглощения состоял бы из узких, дискретных линий. Однако, поскольку возможны переходы с основного состояния на любой колебательный и вращательный уровни первого возбужденного состояния, а линии имеют конечную ширину, то спектр проявляется в виде относительно плавной кривой (рис. 14-6). Для большинства молекул длины волн, соответствующие переходам между основным состояние^ и любым колеба-
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed