1.Consideraciones iniciales: obtención de la fórmula molecular y número de insaturaciones.

2.El espectro electromagnético. 3.Espectroscopias de Ultravioleta-Visible.4. Obtención de un espectro de UV-Vis. Ley de

Lambert-Beer.

BIBLIOGRAFÍA1. Francis A. Carey, Química Orgánica, McGraw Hill, 4ª ed. 2006.2. L. G. Wade, Jr., Química Orgánica, Prentice-Hall Hispanoamericana, 5ª ed. 20043. M. A. Fox y J. K. Whitesell, Química Orgánica, Pearson Educación, 2ª ed. 2000. 4. K. P. C. Vollhardt, Química Orgánica, Omega, 3ª ed. 2000.

Tema 3: INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS DE ELUCIDACIÓN

ESTRUCTURAL

% de C =0,1530,255

x 100 = 60

% de H =0,03430,255

x 100 = 13,45

% de O =0,0680,255

x 100 = 26,67

C: 60%; H: 13,45%

Fórmula empírica y fórmula molecular

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Se denominan métodos espectroscópicos aquellos que se basan en la interacción de la radiación electromagnética con la materia.

Frecuencia Longitud de onda

Número de onda

Ventajas: No destructivos. Pequeñas cantidades de muestra. Rapidez.

La energía de una radiación electromagnética es directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda.

Introducción

Radiación electromagnética

BajaAlta Frecuencia

Energía

Rayos X Ultravioleta Ondas de radio

Infrarrojo Micro ondas

Visible

100 nm 350 nm 850 nm 300 cm m

Longitud de onda

Visible

Larga

Corta

El espectro electromagnético

Modelo de onda

El campo eléctrico es el más importante en la interacción con la materia

Propiedades de la onda• longitud de onda • frecuencia • número de onda

Modelo cuántico

La energía electromagnética enfotones con discretos niveles de energía

E h hc

h = Cte Planck = 6.63x10-27 erg segc = velocidad luz = 3x1010 cm/seg

Longitud onda

Dirección propagación

Campoeléctrico

Campo magnético

La radiación electromagnética

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Las energías en el rango ultravioleta-visible excitan los electrones a niveles de energía superiores dentro de las moléculas. Las energías infrarrojas provocan las vibraciones moleculares y las energías de microondas provocan las rotaciones. Las frecuencias de onda de radio provocan transiciones en el espín nuclear, las que se observan en la espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear.

El Espectro Electromagnético

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TÉCNICA INFORMACIÓN OBTENIDA

Rayos X Suministra información acerca de las coordenadas atómicas en la molécula.

Ultravioleta-Visible Existencia de cromóforos y/o conjugación en la molécula.

Infrarrojo Detección de grupos funcionales

Resonancia magnética nuclear

Grupos funcionales, subestructuras, conectividades, estereoquímica, etc a partir de datos de desplazamiento químico, áreas de los picos y constantes de acoplamiento.

Espectrometría de masas Formula molecular y subestructuras a partir de los iones observados.

Determinación Estructural

En el espectrómetro ultravioleta, un monocromador selecciona una longitud de onda de luz, la cual se divide en dos haces. Un haz pasa a través de la celda de muestra, mientras que el otro pasa a través de la celda de referencia. El detector mide la relación entre los dos haces y el registrador hace el gráfico de esta relación como una función de la longitud de onda.

La absorbancia de la muestra en una determinada longitud de onda está regida por la ley de Beer.

Espectrómetro ultravioleta

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la energía de una radiación electromagnética es directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda.

Introducción

Principios de UV-Visible

Transiciones electrónicas

Cromóforos – grupos de átomos responsables de esta transición

Transiciones prohibidas - poco probables - baja intensidad

Transiciones permitidas - más probables - alta intensidad

E(ground electronic state)

(excited electronic state)

E

E* Estado electrónico excitado

Estado electrónico fundamental

Espectro UV

Las bandas del UV-vis son anchas debido al solapamiento de los estados vibracionales y rotacionales de la molécula

A

Longitud de onda en nm ()

maxAbsorbancia

Espectro de UV del isopropeno disuelto en metanol muestra λmáx = 222 nm, ε = 20.000.

La gráfica representa la absorbancia como función de la longitud de onda. La altura del pico cambiará dependiendo de la concentración de la muestra y de la longitud del paso, pero la longitud de onda a la que se encuentra (I) no cambiará.

Espectro UV del Isopreno

Crómoforos comunes: Alquenos

*

E165 nm = 15000

*

Crómoforo: carbonilo

*

nE

170 nm = 1000permitida

290 nm = 10prohibida

*

n *

Crómoforos comunes: butadieno

* E

1

2

3

4

antienlazantes

enlazantes

Absorción UV de alquenos conjugados

El incremento de la conjugación da absorción

•a mayor longitud de onda•más intensa

*

max175 217 258 15,000 21,000 35,000

E

Adviértase que la adición de enlaces dobles conjugados aumenta λ

Absorción ultravioleta máxima de algunas moléculas representativas