Principios de análisis instrumental

))) 17A Espectrometría de absorción en el infrarrojo medio 409 TABLA 17.3 Resumen de las frecuencias de grupo para grupos orgánicos funciona les. . ·----~ ~- · ~:.' ·· :·: .=-~--, ·_e¡.: ~R::~t~~~4$J~, -~ ··F.-~";~·:·~~-:-- ... ::.;·;~:,·,_---- ' 7 :~~~:-R.ári;·-~~¡~~~g~~)f¡J;.~\~-~- i:'' .:: ":,·..;·· -~.~,,~- :.~r:':~·:: Enlace · ·· n¡)o·de'Coiñ:pilesto::~¿;~'. 5 :~·:·' ·-·: . · ,.-. - frecuéíi'Ciá;·~lrli:kt:~f,: -:Intensidad . ·:. ~,: :; . . . ---~~. _'_:.~ ,.J,.1...l:.::.t:'!./hb::i......... ·~;;::r~:c~1 t';¡.:._~'. ~......... . . J~: .. --- ~ · ... ..:.,!.....?.::;::--._~:.::~::2-0:F.,.:\·.:.:,j•,.. __ ~.:·.· :__ .___ -- A- C-H Alcanos 2850-2970 Fuerte 1340-1470 Fuerte C-H Alquenos () c=c( H) 3010-3095 Media 675-995 Fuerte C- H Alquinos (-e- e - H) 3300 Fuerte C-H Anillos aromáticos 3010-3100 Media 690-900 Fuerte O-H Alcoholes monoméricos, fenoles 3590-3650 Variable Alcoholes con puentes de hidrógeno, fenoles 3200-3600 Variables, a veces ancha Ácidos carboxílicos monoméricos 3500-3650 Media Ácidos carboxílicos con puentes de hidrógeno 2500-2700 Extensa N-H Aminas, amidas 3300-3500 Media C=C Alquenos 1610-1680 Variable C=C Anillos aromáticos 1500-1600 Variable C=C Alquinos 2100-2260 Variable C- N Aminas, amidas 1180-1360 Fuerte e - N Nitrilos 2210-2280 Fuerte e-o Alcoholes, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres 1050-1300 Fuerte C=O Aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres 1690-1760 Fuerte N0 2 Compuestos nitrogenados e indica por lo general la presencia de uno o más grupos alcanos (véase la tabla 17.3). Los dos picos alrededor de 1375 cm- 1 y 1450 cm - l son también frecuencias de grupo características de los gru– pos C-H y resultan de las vibraciones de flexión en la molécula. En el espectro de la figura 17.5c se ilustra la frecuencia de grupo para una vibración de estiramiento del enlace O-H en alrededor de 3200 cm- I, así como las frecuencias de grupo de los alcanos. Estas bandas también están presentes en el espectro del n-hexanal que se muestra en la figura 16.12. Por último, la frecuencia de grupo característica para la vibra– ción de estiramiento del enlace C-Cl se muestra en el espectro 17.5d en alrededor de 800 cm- 1 • Las frecuencias de grupo y las tablas de correlación permiten hacer conjeturas inteligentes acerca de cuáles son los grupos funcionales con mayor probabilidad de estar presentes o ausentes en una molécula. Por lo general, es imposible reconocer sin ambigüedad el origen de todas las bandas presentes en un determinado espectro o establecer la identidad exacta de una molécula. Las frecuencias de grupo y las tablas de correlación sirven como punto de partida para el proceso de identificación. Región de la huella dactilar Diferencias pequeñas en la estructura y la constitución de las moléculas dan lugar a cambios significativos en la distribución 1500-1570 Fuerte 1300-1370 Fuerte de los máximos de absorción en la región del espectro que se extiende desde alrededor de 1200 hasta 600 cm - l (8 a 14f1m). Por consiguiente, la región de la huella dactilar sirve para identificar compuestos al comparar los espectros. La mayoría de los en laces sencillos origina bandas de absorción a estas frecuencias; como sus energías son aproximadamente iguales, se producen interac– ciones fuertes entre los enlaces vecinos. Por tanto, las bandas de absorción son la combinación de estas distintas interacciones y dependen de la estructura del esqueleto completo de la molécula. Debido a la complejidad de los espectros, rara vez es posible inter– pretar en forma exacta los espectros en esta región. No obstante, para fines de identificación, la riqueza de las características de los espectros es una ventaja distintiva. Muchos compuestos contienen bandas de absorción únicas en esta región, lo cual es muy útil en la identificación final. Las figuras 17.5a y b ilustran el carácter único de los espec– tros de infrarrojo, sobre todo en la región de la huella dactilar. Las dos moléculas difieren solo en un grupo metilo, pero sus espec– tros son muy distintos en la región de la huella dactilar. Como se muestra en la figura 17.6, algunos grupos inor– gánicos, como sulfato, fosfato, nitrato y carbonato absorben radiación IR en la región de la huella dactilar ( < 1200 cm - l o > 8.3 !lm).