Espectrofotometria De Absorcion Infrarroja

En las moléculas, los átomos vibran según modos normales de vibración característicos con frecuencias de vibración también características de estos modos. Estas frecuencias son del orden de las que poseen los fotones de la radiación infrarroja. Cuando una molécula se irradia con estos fotones, es capaz de absorberlos. Pero solo se absorben aquellos cuyas frecuencias coinciden exactamente con lasde los modos de vibración de esa molécula concreta (siempre que se cumplan ciertos requerimientos físicos adicionales). En este fenómeno se fundamenta la espectroscopía de absorción infrarroja, que tiene como correlata a la espectroscopía de emisión IR, si bien esta apenas se utiliza; Aunque la espectroscopía de absorción IR permite cuantificar especies (ya que le es aplicable la ley de Beer), sumayor potencia radica en la posibilidad de identificar especies químicas. Los espectros están constituidos por bandas (generalmente anchas, excepto en gases simples, cuyos espectros están formados más bien de picos), cada una de las cuales corresponde, en general, a la vibración de un grupo químico determinado de la molécula (-NH2, =C=O, -CH2-, etc.).
La espectroscopia de absorción infrarroja sebasa en la absorción de la radiación infrarroja por las moléculas en vibración. En una molécula, todos los átomos vibran alrededor de la distancia interatómica media. La región del infrarrojo del espectro corresponde a frecuencias que van desde 8 x 10-5 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 una transición vibracional depende del tipo de átomos y del tipo de enlace que los mantiene unidos. Los átomos no se encuentran estáticos dentro deuna 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 las interacciones de atracción disminuyen. Este movimiento de alargamiento y compresión alternantes (tensión) se parece al de dos esferas sujetas porun muelle estas vibraciones pueden ser de varios tipos. La frecuencia o longitud de onda de cada modo de absorción es función de la masa relativa de los átomos, la constante de fuerza de los enlaces y la geometría de la vibración. Esto hace posible asignar frecuencias características de alargamiento y flexión a grupos funcionales específicos, ya que, aunque las frecuencias vibracionales para unenlace dado en una molécula compleja no son totalmente independientes de los demás enlaces situados cerca, el rango de variación es pequeño.
Dicho esto conviene destacar que sólo se observará un pico en el espectro de infrarrojo en el caso de que el movimiento de vibración, alargamiento o flexión, vaya acompañado de un cambio en el momento dipolar. Así mismo, cuanto más polar sea un enlace másintenso será el pico correspondiente a su frecuencia de vibración. La aplicación más habitual de la espectroscopia de infrarrojo en química orgánica es de tipo cualitativo y reside la identificación de determinados grupos funcionales de una molécula para los que se observan bandas características en determinadas regiones del espectro. Este hecho permite además la utilización de esta técnica en elseguimiento de una reacción en la que se tiene lugar una transformación de grupos funcionales observables en IR. En la zona del espectro con longitudes de onda comprendidas entre 1300-400 cm-1, la asignación de bandas de absorción a determinadas vibraciones moleculares es muy difícil de realizar. Esta zona es la denominada huella dactilar, característica de cada compuesto, en la que pequeñas...