Espectro infrarrojo

Universidad Autónoma de Coahuila

Facultad de Ciencias Químicas



Carrera de QFB
Laboratorio de Análisis Instrumental I

Profesor: Román Dabek Klapko

Práctica #5. Espectrofotometría Infrarrojo.

Fecha: 29 de marzo del 2011.

Espectrofotometría Infrarrojo

Introducción:
La región del infrarrojo del espectro corresponde a frecuencias que van desde 8 x10-5 cm a 8 x 10-2 cm. Los aparatos de Infrarrojo trabajan a la mitad de esta región que corresponde a energías que van desde 1.1 hasta 11 kcal/mol. Los fotones que transporta la radiación infrarroja no tienen energía suficiente para provocar transiciones electrónicas pero si pueden conseguir vibraciones de los enlaces covalentes de las moléculas orgánicas. La energía necesaria para provocar unatransición vibracional depende del tipo de átomos y del tipo de enlace que los mantiene unidos.
Los átomos no se encuentran estáticos dentro de una molécula sino que están en movimiento constante unos respecto a otros, vibrando en torno a los enlaces que los unen a frecuencias constantes. A medida que los átomos se acercan unos a otros las fuerzas de repulsión aumentan y conforme se separan lasinteracciones de atracción disminuyen. Este movimiento de alargamiento y compresión alternantes (tensión) se parece al de dos esferas sujetas por un muelle.



Modo de vibración de tensión

Cuando dos átomos de masa atómica diferente están unidos por un enlace, el átomo ligero se aleja más que el de mayor masa. La absorción de energía infrarroja da por resultado un aumento en la frecuencia devibración.
Si la molécula es biatómica, tal y como se muestra en la figura anterior (HCl), sólo existe un modo vibracional de tensión pero si la molécula está constituida por más de dos átomos puede haber dos modos vibracionales de tensión, si se tiene en cuenta las posiciones relativas de dos átomos unidos a un tercero. Por ejemplo, en el grupo metileno (-CH2-) del propano (CH3CH2CH3) los dosenlaces C-H del metileno pueden alargarse o contraerse de manera simétrica o no simétrica:

-Tensión simétrica:

Este modo de vibración tiene lugar cuando los dos enlaces C-H del metileno central del propano se contraen o se alargan simultáneamente.

-Tensión asimétrica:

Esta forma de vibración ocurre cuando uno de los dos enlaces C-H del metileno central del propano se contrae mientrasque el otro se alarga.



SIMETRICA ASIMETRICA

Además del estiramiento y comprensión del enlace hay otros modos vibracionales como el que provoca un cambio en el ángulo de enlace (flexión). Esta flexión del enlace modifica las posiciones relativas de dos átomos unidos a un tercero.
Por ejemplo, en el grupo metileno (-CH2-) del propano (CH3CH2CH3) los dosátomos de
hidrógeno se acercan y se alejan uno de otro, provocando una disminución o un aumento del ángulo de enlace H-C-H del grupo metileno. Según sea el movimiento de dos átomos respecto a un tercero siempre que haya cambio del ángulo de enlace pueden existir hasta cuatro modos vibracionales de flexión: Si la flexión tiene lugar manteniendo los tres átomos implicados en un mismo plano:

-Flexiónsimétrica en el plano (“scissors”):

En este modo de vibración el ángulo de enlace aumenta y disminuye porque los dos átomos de los extremos se acercan o se alejan entre ellos. Este acercamiento-alejamiento se da en el mismo plano formado por los tres átomos. Este tipo de movimiento se asemeja la de las tijeras cuando se abren y se cierran.

-Flexión asimétrica en el plano (“rock”):

En estavibración el ángulo de enlace aumenta y disminuye porque el átomo central se acerca a uno de los dos extremos y por tanto se aleja del otro, manteniéndose siempre los tres átomos en el mismo plano, Su denominación rock viene de la similitud entre este movimiento vibracional y el movimiento de una pareja bailando rock-and-roll.


SIMÉTRICA SCISSORS ASIMETRICA ROCK

Hay dos...