El bromuro de etidio es un compuesto aromático utilizado para teñir el ADN u otros ácidos nucleicos, haciendo que estas moléculas sean mucho más visibles en ultravioleta. Consiste en un anión bromuro, hecho de orbitales p (muy parecidos a los presentes en el metano para unirse con átomos de hidrógeno), excepto que los orbitales p contienen nodos radiales y nodos de momento angular. Piense en estos orbitales p como conos de helado, con los orbitales 2p originales como una cucharada única en el cono y los orbitales 4p más grandes en bromuro como conos de tres cucharadas. En cada orbital p, hay dos conos, apuntando hacia adentro en un ángulo de 180 grados, y los orbitales p están alineados a lo largo de cualquiera de los tres ejes en el sistema de coordenadas cartesianas 3D. Así es como se ven los orbitales atómicos de un anión bromuro.
La parte catiónica del bromuro de etidio es considerablemente más compleja en comparación con el anión bromuro que lo acompaña. El etidio es un tinte de fenantrolinio, con una red aromática de tres anillos de átomos de carbono como estructura madre. Dicha estructura se llama fenantreno, y los tres anillos de carbono hexagonales se unen en un arco. El etidio tiene uno de los átomos de carbono reemplazado por un átomo de nitrógeno, manteniendo la valencia del átomo original, convirtiéndose en un centro catiónico. Hay otro anillo aromático unido a la estructura del núcleo de fenantrolinio, un anillo de fenilo, pero está torcido fuera del plano porque hay un grupo alquilo (un grupo etilo, -C2H5) unido al átomo de nitrógeno, lo que impide que el anillo de fenilo esté en avión con el sistema de anillos de fenantreno. En los extremos del sistema de anillo de fenantreno hay dos grupos de amina adicionales (-NH2). En total, así es como se ve el etidio. El etidio se muestra en esta imagen, que muestra un modelo de bola de palo, a continuación. 
Las esferas negras son los átomos de carbono, mientras que las bolas azules son los átomos de nitrógeno, y las blancas son los átomos de hidrógeno. Cuando el etidio interactúa con las moléculas de ADN, se interpone entre los peldaños de la estructura de escalera de ácido nucleico, como en esta representación de bola de palo: 
Tal acción de una molécula se llama intercalación, ya que la molécula o el átomo se interpone entre las capas de otra molécula o material. Los fragmentos de fenilo y etilo de etidio salen de la hélice de ácido nucleico, con el fenantreno plano atrapado en las nucleobases, retenido allí por las interacciones pi-pi. Podemos ver por qué el etidio le gusta intercalar mirando sus orbitales moleculares. El diagrama de energía para el etidio se muestra a continuación: 
Por sí mismo, el etidio es un aislante de gran brecha, con energías a -2.84 eV y -10.54 eV. Sin embargo, todos esos dobles enlaces en el núcleo de fenantreno hacen que el etidio sea un excelente absorbente de radiación ultravioleta. Los dobles enlaces también significan que los orbitales pi van a dominar los orbitales moleculares del etidio. De hecho, lo hacen en el orbital molecular más ocupado (HOMO), que se muestra a continuación: 
Las superficies roja y azul son las diferentes fases de los orbitales p que forman todos los átomos en las partes de fenantreno y amina en etidio. Algunos de los orbitales p están en fase, compartiendo el mismo color que sus vecinos adyacentes, mientras que otros están desfasados y tienen un color diferente en relación con sus vecinos adyacentes. Podemos ver que hay un patrón alternativo de interacciones fuera de fase a medida que avanzamos de una amina a otra en la molécula. Los grupos fenilo y etilo no están involucrados en el HOMO. Es de esperar que el etidio reaccione en el núcleo de fenantreno cuando los electrófilos lo atacan, ya que buscan las regiones de mayor densidad de electrones en una molécula durante una reacción electrofílica.
También vemos fuertes contribuciones de p-orbitales en el orbital molecular desocupado más bajo (LUMO) de etidio. Su LUMO se muestra aquí: 
En el LUMO, los p-orbitales de amina están reducidos o ausentes, mientras que el átomo de nitrógeno en el núcleo de fenantreno tiene un componente p-orbital. También hay pequeños componentes p-orbitales en el anillo de fenilo. Las interacciones en fase y fuera de fase en el LUMO son diferentes entre los átomos de fenantreno. El etidio es vulnerable en casi la misma ubicación cuando se trata de reacciones nucleofílicas. En tales reacciones, los nucleófilos buscan orbitales vacíos con los coeficientes más grandes en la molécula. Los sitios de reacción probable para electrófilos y nucleófilos están muy cerca uno del otro, cerca del anillo de fenilo. Como el HOMO y el LUMO tienen componentes orbitales pi fuertes, son las partes del etidio responsables de las interacciones que experimenta con otras moléculas. Vemos que este es el caso del etidio y otras moléculas que llevan sistemas pi-orbitales similares, especialmente ADN y ARN.
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Una de las características notables del bromuro de etidio es su fuerte fluorescencia, que brilla con un rosa brillante bajo la radiación ultravioleta. A medida que la molécula de etidio ingresa a las moléculas de ADN, mejora la absorción de radiación ultravioleta nativa de las cadenas de ácido nucleico, haciéndolas mucho más visibles que antes. Como tanto el ADN como el etidio son aislantes de gran espacio, crean un material incoloro, pero que absorbe muy bien la luz ultravioleta. Así es como el bromuro de etidio ha demostrado ser una mancha valiosa para los ácidos nucleicos. Podemos ver por qué el etidio es un buen absorbente de rayos ultravioleta calculando su espectro UV-Vis (a continuación). 
El espectro se calculó utilizando métodos de teoría funcional de densidad, el mismo utilizado para las imágenes orbitales moleculares en esta respuesta. Hay varios picos alrededor de la región UV, lo que hace que el etidio sea un buen absorbente de esta luz. Los máximos del espectro UV-Vis se tabulan aquí: 
Las longitudes de onda se muestran en nanómetros, y la intensidad está en unidades arbitrarias (un número más alto significa una absorción más fuerte). La absorción más fuerte es de alrededor de 286 nm, justo en la región UV del espectro electromagnético. Por lo tanto, hemos demostrado varias propiedades del etidio por la química computacional.
