espectroscopia infrarroja diapos

7/31/2019 espectroscopia infrarroja diapos

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Espectroscopa de infrarrojoEs una tcnica analtica instrumental que permite conocer los principales grupos

funcionales de la estructura molecular de un compuesto.

Esta informacin se obtiene a partir del espectro de absorcin de dichocompuesto al haberlo sometido ala accin de la radiacin infrarroja en el

espectrofotmetro.


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La energa puede presentarsecomo onda o bien, comocorpsculo o fotn. Un fotn

puede manifestarse condiferentes energas lo queconstituye el espectroelectromagntico

Rayos csmicos

UltravioletaVisible

Rayos gamma

Rayos X

Ultravioleta lejano

Microondas

Infrarrojo cercano

Infrarrojo medio

Infrarrojo lejano

10-12

10-10

10-8

10-6

10-5

102

Radiacin Onda Tamaocm

3,8x10-5

7,8x10-5

3,0x10-4

3,0x10-3

3,0x10-2

ENER

GA


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La regin del infrarrojoLa regin infrarrojo del espectro corresponde a frecuencias que se

encuentran justo por debajo del visible, y por encima de las

microondas ms altas y de las frecuencias de radar: longitudes deonda entre

Caractersticas de un espectro.

El espectro de infrarrojo de un compuesto es una representacin graficade los valores de onda () o de frecuencia (cm-1) ante los valores de % de

transmitancia (%T).

La absorcin de radiacin IR por un compuesto a una longitud de onda dada,

origina un descenso en el

%T, lo que se pone de manifiesto en el espectro en forma de un pico o banda

de absorcin.


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Detector

Regilla o

Monocromador

Blanco

Muestra

Divisor de as

CPU

Amplificador

ImpresoraTeclado

O

Pantalla

Fuente de radiacin

infrarroja: laser,

Globar o Nernst

Esquema simplificado de las partes principales de unespectrofotmetro IR


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VIBRACIONES MOLECULARES

Antes de describir las absorciones infrarrojas caractersticas, se debe

comprender algo de la teora sobre las energas vibratorias de las molculas.

La figura siguiente indica que un enlace covalente entre dos tomos funciona

como un resorte.

La figura siguiente indica que un enlace covalente entre dos tomos funciona

como un resorte.


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La tabla 11.1 enumera algunos tipos comunes de enlaces, junto con las masas

de los tomos y la fuerza de los enlaces.


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Consideremos los tipos de vibracin fundamentalmente de una molcula de

agua (Fig. 11-2).


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VIBRACIONES ACTIVAS E INACTIVAS EN EL IR

Uno de los componentes de una onda electromagntica es un campo elctrico

(E) rpidamente reversible que comprime y alarga, a un enlace polar.


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Si esta compresin y alargamiento alternativo corresponde a la

velocidad natural de vibracin de la molcula, se puede absorber

energa.

Se dice que las vibraciones son activas cuando las vibraciones deenlaces con momentos bipolares generalmente dan lugar a absorciones

en el IR.

Las vibraciones son inactivas si un enlace es simtrico y el momentodipolar es cero entonces el campo elctrico no interacciona con el

enlace.En general, si un enlace tiene un momento dipolar, su frecuencia de tensin

produce una absorcin en el espectro IR.

Si un enlace est simtricamente sustituido y su momento dipolar es cero,

no hay vibracin de tensin en el espectro o esta es dbil.

Los enlaces con momentos bipolares iguales a cero producen absorciones

(generalmente dbiles) porque las colisiones moleculares, rotaciones y

vibraciones hacen que estos enlaces sean asimtricos parte del tiempo.


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REGISTRO DEL ESPECTRO INFRARROJO

ESPECTROFOTOMETRO INFRARROJO


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ESPECTROFOTMETRO FT-IR


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ESPECTROSCOPIA INFRARROJA DE LOS HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos solo contienen enlace carbono-carbono y

carbono-hidrogeno. Un espectro de infrarrojo no proporciona

suficiente informacin para identificar una estructura de formaconcluyente, sin embargo las absorciones de los enlaces C-C y C-H

pueden indicar la presencia de dobles y triples enlaces.

Tensin de enlace carbono-carbono:Los enlaces ms fuertes generalmente absorben afrecuencias ms altas, debido a su mayor rigidez.

Los enlaces sencillos carbono-carbono absorben

aproximadamente 1200 cm-1 los dobles enlaces C=C a

1600 cm-1y los triples enlaces CC a 2200 cm-1.


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Tensin del enlace Carbono-hidrgeno:

Los alcanos, alquenos y alquinos tambin tiene

frecuencia de tensin C-H caractersticas. Los enlacesC-H que tienen tomos de carbono con hibridacin sp3generalmente absorben a frecuencias justo por debajo

de 3000 cm-1 mientras los que tienen tomos de

carbono con hibridacin sp2absorben justo por encimade 3000 cm-1. esta diferencia se explica por la cantidad

de carctersdel orbital que el carbono utiliza paraformar el enlace.


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Ejemplo:


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Puesto que los tomos involucrados en la tensin y flexin determinarn la

frecuencia, IR se utiliza en su mayor parte para identificar la presencia de grupos

funcionales en una molcula. Un alcano mostrar frecuencias de tensin y flexinsolamente para C-H y C-C. La tensin C-H es una banda ancha entre 2800 y 3000

cm-1

, una banda presente en prcticamente todos los compuestos orgnicos. En este

ejemplo, la importancia recae en lo que no se ve, es decir, la ausencia de bandas

indica la presencia en ningn otro grupo funcional.


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Absorciones caractersticas de los alcoholes y las aminas

Los compuestos con enlaces C - O (alcoholes y teres, por ejemplo)

generalmente presentan absorciones fuertes en el intervalo desde 1

000 a 1 200 cm -] , sin embargo, hay otros grupos funcionales que

tambin absorben en esta regin, por lo tanto, un pico fuerte entre1000 y 1200 cm - no implica necesariamente un enlace C - O, pero la

ausencia de absorcin en esta regin sugiere la ausencia de enlaces

C-O. Para teres sencillos, generalmente la absorcin C - O es la

nica clave que indica que el compuesto podra ser un ter.


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Absorciones Caractersticas de los Compuestos Carbonilicos

Cetonas, aldehdos y cidos sencillosLas vibraciones de tensin C = O de las cetonas, aldehdos y cidos

carboxlicos sencillos se producen a frecuencias de aproximadamente 1

710 cm - 1, Estas frecuencias son ms altas que las de los dobles enlaces

C=C, debido a que el doble enlace C=O es ms fuerte y ms rgido.


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Disminucin de las Frecuencias de los grupos carbonilo debido a laresonancia.

La deslocalizacin de los electrones pi reduce la densidad electrnica delos dobles enlaces de los grupos carbonilo, debilitndolos y disminuyendo

la frecuencia de tensin de las cetonas, aldehdos y cidos conjugados

desde 1 710 cm -1 a 1 685 cm - 1.

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