Química Orgánica II PDF - Espectroscopía y Análisis

QUÍMICA ORGÁNICA II UNIDAD III Espectroscopía Es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre otras disciplinas científicas. El análisis espe...

QUÍMICA ORGÁNICA II UNIDAD III Espectroscopía Es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre otras disciplinas científicas. El análisis espectral se basa en detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética a ciertas longitudes de onda y se relacionan con los niveles de energía implicados en una transición cuántica En Química se usa como técnica analítica para determinación de la estructura, con la ventaja que destruye poca o ninguna muestra. La cantidad de luz absorbida es medida a varias longitudes de onda. Tipos de Espectroscopía Espectroscopia Infrarroja (IR) mide las frecuencias de vibración de enlaces en una molécula y se usa para determinar el grupo funcional. Espectrometría de Masa (MS) fragmenta la molécula y mide su masa. Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (NMR) detecta señales de los átomos de H y puede usarse para distinguir isómeros. Espectroscopia Ultravioleta (UV) usa las transiciones electrónicas para determinar patrones de enlace. Espectro Electromagnético La Región IR Justo debajo del rojo en la región visible. Longitudes de onda usualmente de 2.5-25 µm. Comúnmente se trabaja con numero de onda como unidad, en cm-1, el recíproco de la longitud de onda en cm. Número de onda proporcional a la frecuencia y a la energía de la onda  Los enlaces covalentes vibran Vibraciones Moleculares solo a ciertas frecuencias permitidas. Si el enlace se estira, una fuerza restauradora empuja a los dos átomos juntos hacia su longitud de enlace de equilibrio. Si el enlace se comprime, la fuerza de restauración separa los dos átomos. Si el enlace se estira o comprime y luego se libera, los átomos vibran. Frecuencias de Tensión La frecuencia disminuye con el aumento de la masa atómica. La frecuencia aumenta con el aumento de la energía de enlace.  Una molécula no linear con n átomos tiene usualmente 3n - 6 modos fundamentales de vibración. Agua: 3(3)-6 = 3 modos. Dos de estiramiento, uno de tijereteo Modos de Vibración Región dactilar del espectro Vibraciones de la molécula completa y de flexión son también cuantizadas. Ningún par de moléculas produce exactamente el mismo espectro IR (excepto enantiómeros). Tensiones simples: 1600-3500 cm-1. Vibraciones complejas: 600-1400 cm-1, llamada la “región dactilar.”  Un enlace polar es usualmente activo en IR. Tensiones activas e inactivas en IR Un enlace no polar en una molécula simétrica absorbe muy débilmente o nada en absoluto. Un enlace con un momento dipolar (como en HF, por ejemplo) es estirado o comprimido por un campo eléctrico, dependiendo de la dirección del campo. Observe que la fuerza sobre la carga positiva está en la dirección del campo eléctrico (E) y la fuerza sobre la carga negativa está en la dirección opuesta. Espectrómetro IR Fortalezas y Limitaciones IR por sí sola no puede determinar la estructura. Algunas señales pueden ser ambiguas. El grupo funcional es usualmente indicado. La ausencia de una señal es prueba definitiva de la ausencia de un grupo funcional. Correspondencia con el espectro IR de una sustancia conocida confirma la identidad de un compuesto. Tensiones de enlace C-C Enlaces más fuertes absorben a frecuencias mayores: C-C 1200 cm-1 C=C 1660 cm-1 CºC