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universitat de barcelona
IR
Polímeros y materiales híbridos

Diego Torres Garrido
Mario Ramón Ferré


ÍNDICE

1-FUNDAMENTOS
2-¿QUÉ ES LA ESPECTROSCOPIA INFRARROJA IR?
3-INTERPRETACIÓN DE ESPECTROS IR
4-RESUMEN Y EJEMPLOS:
5-ESQUEMA DEL ESPECTROFOTÓMETRO IR
6-BASE DE DATOS NIST
7-FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR A UN ESPECTRO IR
8-APLICACIÓN DE ESTA TÉCNICA EN MATERIALES POLIMÉRICOS9-BIBLIOGRAFIA














1-FUNDAMENTOS
Los átomos, iones y moléculas sólo pueden existir en ciertos estados discretos, caracterizados por cantidades definidas de energía. Cuando una especie cambia su estado, absorbe o emite una cantidad de energía exactamente igual a la diferencia de energía entre los estados.
Cuando los átomos, iones y moléculas absorben o emiten radiaciónal realizar la transición de un estado de energía a otro, la frecuencia o la longitud de onda de la radiación se relaciona con la diferencia de energía entre los estados por la ecuación:

Donde E1 es la energía en estado superior y Eo la energía en estado inferior. Los términos c y h son la velocidad de la luz y la constante de Planck, respectivamente
Para átomos o iones en estado elemental, laenergía de cualquier estado proviene del movimiento de electrones alrededor del núcleo cargado positivamente. Los estados de energía se llaman estados electrónicos.
Para moléculas existen los estados electrónicos y los estados vibracionales, debido a la energía de las vibraciones interatómicas, y los estados rotacionales, que vienen de la rotación de la molécula alrededor de los centros degravedad.

El estado de energía más bajo de un átomo, ion o molécula es el estado fundamental, mientras que los estados de energía superiores son los estados excitados.



2-¿QUÉ ES LA ESPECTROSCOPIA INFRARROJA IR?
Esta espectroscopia se fundamenta en la absorción de la radiación IR por las moléculas en vibración. Una molécula absorberá la energía de un haz de luz infrarroja cuando dicha energíaincidente sea igual a la necesaria para que se dé una transición vibracional de la molécula. Es decir, la molécula comienza a vibrar de una determinada manera gracias a la energía que se le suministra mediante luz infrarroja.
Pueden distinguirse dos categorías básicas de vibraciones: de tensión y de flexión. Las vibraciones de tensión son cambios en la distancia interatómica a lo largo del ejedel enlace entre dos átomos. Las vibraciones de flexión están originadas por cambios en el ángulo que forman dos enlaces. En una molécula con n átomos deben aparecer 3n-6 bandas de tensión y flexión (3n-5 cuando la molécula es lineal); de todas ellas solo darán una banda observable en el IR aquellas vibraciones que produzcan un cambio en el momento bipolar (las vibraciones simétricas no aparecen enel IR, pero se podrían observar en la espectroscopia Raman). En la siguiente figura se representan los diferentes tipos de vibraciones moleculares.

Por ejemplo, los modos de vibración del grupo metileno serán:

En principio, cada molécula presenta un espectro IR característico (huella dactilar), debido a que todas las moléculas (excepto las especies diatómicas homonucleares como O2 y Br2)tienen algunas vibraciones que, al activarse, provocan la absorción de una determinada longitud de onda en la zona del espectro electromagnético correspondiente al infrarrojo.
De esta forma, analizando cuales son las longitudes de onda que absorbe una sustancia en la zona del infrarrojo, podemos obtener información acerca de las moléculas que componen dicha sustancia.
El espectro IR de unamuestra es una gráfica de la cantidad de energía IR (eje y) que es absorbida a determinadas frecuencias (eje x) en la región IR del espectro electromagnético.



3-INTERPRETACIÓN DE ESPECTROS IR
La espectroscopia infrarroja tiene su aplicación más inmediata en el análisis cualitativo: detección de las moléculas presentes en el material.
En la zona del espectro electromagnético IR con longitudes...