Espectroscopia Ir

INTRODUCCIÓN:
La espectroscopia de absorción de infrarrojo es una técnica analítica de gran importancia para los químicos. Está basada en las vibraciones de los átomos en las moléculas. Un espectro de infrarrojo consiste en un espectro de absorción que implica transiciones entre niveles vibracionales. Dado que una molécula poliatómica tiene 3N-6 (3N-5 si es lineal) grados de libertadvibracionales, su espectro de infrarrojo puede presentar dicho número de bandas de absorción, cuyas energías corresponderán a la frecuencia de cada modo vibracional. Para que una vibración dé lugar a una absorción de infrarrojo, debe causar un cambio en el momento dipolar de la molécula. Así, la intensidad de una banda de infrarrojo será mayor cuanto mayor sea el cambio en el momento dipolar con lavibración.
La principal utilidad de la espectroscopia de infrarrojo deriva del hecho de que los grupos funcionales mantienen cierta individualidad dentro de las moléculas, afectando sus vibraciones fundamentalmente al enlace considerado.
Fundamentos teóricos
Fundamentalmente se aplica a la determinación cualitativa de especies moleculares. El infrarrojo corresponde a una longitud de onda desde10-4 hasta 10-2 cm. Se suele trabajar con el nº de ondas.
Cuando aumenta el nº de ondas vamos a zonas de mayor frecuencia y por tanto a zonas más energéticas. Fundamentalmente se emplea para la determinación de compuestos orgánicos. Estos espectros dan gran cantidad de información. El espectro es único para cada compuesto orgánico excepto para isómeros ópticos.
Solamente las moléculas polarespueden experimentar las vibraciones y rotaciones que le permiten absorber energías en el infrarrojo. Al vibrar se produce un campo electromagnético oscilante que hace que pueda haber interacción con la componente eléctrica. Lo mismo ocurre con la rotación. Las moléculas apolares no absorben en el infrarrojo.
Por cada transición vibratoria hay varios estados rotatorios. Estos niveles estáncuantizados.
Las transiciones de energía son muy pequeñas por lo que los espectros son de línea (en IR lejano).
Los picos se deben a transiciones vibratorias y aparecen ensanchados por las rotaciones que conllevan estos estados vibratorios.
Cuando la frecuencia de las vibraciones es igual a la radiación electromagnética incidente entonces es cuando se produce la absorción de la radiación.
Lasvibraciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:
De extensión. Supone un cambio continuo en la distancia de enlace a lo largo del eje de enlace.
De flexión. Pueden ser a su vez de cuatro tipos:
De torsión.
En forma de tijera.
De balanceo.
De aleteo.

La frecuencia de un grupo funcional se pude calcular por:

Donde m (μ) es la masa reducida que se define como:
Las vibraciones en lasque intervienen átomos de hidrogeno tiene lugar a frecuencias más altas, igual que cuando intervienen dobles y triples enlaces.
Las bandas de absorción son debidas a transiciones vibracionales. Las vibraciones activas son las que ocurren con cambio neto de momento dipolar.
Ev = (v + ½) h2π k/μ
Energía vibracional: v=0, 1, 2…
Regla de la selección ∆v±1
∆E=E v+1 –Ev
=h2πk/μ
λ= c/v nº de onda: 1/λ

La transición entre v y v+1 se producirá cuando se ilumine con una radiación de frecuencia igual a: v = ∆E/h
Una molécula no lineal de átomos de N tiene 3N-6 modos de vibración normales. A consecuencia de este gran número de vibraciones y la anchura intrínseca de absorción vibracional bandas, los espectros IR de las moléculas grandes son generalmente muycomplejo y bien no resuelto en muchas regiones del espectro. Sin embargo, a pesar de esta complejidad bandas de absorción a las frecuencias de grupos distintos pueden ser asignados a los diversos grupos funcionales en moléculas de proteína, lípidos y agua.
Modo normal de vibración: es un conjunto independiente de movimientos sincrónicos, que puede ser excitado sin generar la vibración de otro...