infrarrojo absorciones características

Espectroscopíainfrarroja

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4. ESPECTROSCOPIA INFRARROJA (IR).

4.1 Introducción

4.1.1 Ubicación en el espectro electromagnético.

4.1.2 Infrarrojo medio.

4.1.3 Infrarrojo cercano.

4.1.4 Infrarrojo lejano.

4.2 Fundamento.

4.2.1 Oscilador armónico.

a) Modelo clásico.

b) Modelo cuántico.

4.2.2 Modos de vibración.

4.2.3 Absorciones características.

a) Alcanos, alquenos y alquinos.

b) Halogenuros de alquilo.

c) Alcoholes y éteres.

d) Compuestos carbonílicos: aldehídos, ácidos carboxílicos, cetonas, ésteres y amidas.

e) Compuestos nitrogenados: aminas y nitrilos.

f) Hidrocarburos aromáticos.

4.3 Instrumentación.

4.3.1 Espectrofotómetro clásico de barrido.

4.3.2 Espectrofotómetro con transformada de Fourier.

4.3.3 Preparación de muestras.

a) Sólidas.

b) Líquidas.

c) Gaseosas.

4.4 Aplicaciones.

4.5 Resolución de ejercicios.

Recordemos que…Recordemos que…

Existen dos categorías básicas de vibraciones:

Tensión Flexión

scissoring

twisting

rocking

wagging

4.2.3 Absorciones características de los grupos funcionales.4.2.3 Absorciones características de los grupos funcionales.

Alcanos simplesAlcanos simples

C–H estiramiento de 3000–2850 cm-1

C–H tijereteo de 1470-1450 cm-1

C–H balanceo en el plano, metilo de 1370-1350 cm-1

C–H balanceo en el plano, metilo, observado solo en cadenas largas, de 725-720 cm -1

Región de huellas dactilares:

1300-900 cm-1

Usualmente es difícil de interpretar…

Número de onda (cm-1)

% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

Octano

AlquenosAlquenos

C=C estiramiento de 1680-1640 cm-1 Bandas moderadas

=C–H estiramiento de 3100-3000 cm-1

=C–H flexión de 1000-650 cm-1 Bandas intensas

Solo los alquenos y los compuestos aromáticos muestran el estiramiento C-H a más de 3000 cm-1.

1-octeno


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

Nota que esta banda está a más

de 3000

AlquinosAlquinos

–C≡C– estiramiento de 2260-2100 cm-1

–C≡C–H estiramiento de C–H de 3330-3270 cm-1

–C≡C–H flexión de C–H de 700-610 cm-1

Alquinos terminales mostrarán estiramientos C-H como una banda intensa y angosta em 3330-3270 cm-1.


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

1-hexino

C–H aleteo (-CH2X) de 1300-1150 cm-1 (si el grupo es terminal)

C–X estiramientos (en general) de 850-515 cm-1

• C–Cl estiramiento de 850-550 cm-1 (algunas veces fuera del rango de detección)

• C–Br estiramiento de 690-515 cm-1

Halogenuros de alquiloHalogenuros de alquilo

Azul: 1-cloro-2-metilpropanoRojo: 1 Bromopropano

Nota la diferencia de la posición de las bandas en la región de huellas

dactilares

O–H estiramiento de 3500-3200 cm-1

C–O estiramiento de 1260-1050 cm-1

AlcoholesAlcoholes

etanol


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

C=O alifático estiramiento de 1750-1735 cm-1

C=O α,β-insaturado estiramiento de 1730-1715 cm-1


ÉsteresÉsteres

H-C=O estiramiento de 2830-2695 cm-1

C=O estiramiento de aldehídos alifáticos de 1740-1720 cm-1

C=O estiramiento de aldehídos α,β-insaturados de 1710-1685 cm-1

AldehídosAldehídos

Ácidos carboxílicosÁcidos carboxílicos

O–H estiramiento de 3300-2500 cm-1

C=O estiramiento de 1760-1690 cm-1


O–H torsión de 1440-1395 y 950-910 cm-1


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

OH

O

Ácido hexanoico

CetonasCetonas

C=O alifático estiramiento de 1715 cm-1

C=O α,β-insaturado estiramiento de 1685-1666 cm-1


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

O

2-butanona

AminasAminasN–H estiramiento de 3400-3250 cm-1

Amina 1a: dos bandas de 3400-3300 y 3330-3250 cm-1

Amina 2a: una banda de 3350-3310 cm-1

Amina 3a: no presentan bandas en esta region

N–H torsión (solo aminas 1as) de 1650-1580 cm-1

C–N estiramiento (aminas aromáticas) de 1335-1250 cm-1

C–N estiramiento (aminas alifáticas) de 1250–1020 cm-1

N–H aleteo fuera del plano (solo aminas 1as y 2as) de 910-665 cm-1


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

NH2

Anilina

N–H estiramiento de 3400-3250 cm-1








AminasAminas


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

N

H

dietilamina

N–H estiramiento de 3400-3250 cm-1








AminasAminas


% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

N

trietilamina

N–O estiramiento asimétrico de 1550-1475 cm-1

N–O estiramiento simétrico de 1360-1290 cm-1

Grupo nitroGrupo nitro

C–H estiramiento de 3100-3000 cm-1

Sobretonos, bandas débiles de 2000-1665 cm-1

C–C estiramiento (en el anillo) de 1600-1585 cm-1

C–C estiramiento (en el anillo) de 1500-1400 cm-1

C–H torsión fuera del plano de 900-675 cm-1

Compuestos aromáticosCompuestos aromáticos

oop: out of planeNúmero de onda (cm-1)

% d

e T

ran

sm

ita

nc

ia

Tolueno

¿Cómo analizar espectros de IR?¿Cómo analizar espectros de IR?

Empieza mirando la región de 4000-1300 cm-1. • Mira las bandas de estiramiento de C–H alrededor de 3000:

• Mira la región del carbonilo entre 1760-1690 cm-1 y:

Pregunta… Presencia de…

¿Hay alguna banda de alcohol? Grupo ác. carboxílico

¿Hay alguna banda de C–O? Grupo éster

¿Hay alguna banda de C-H de aldehído? Grupo aldehído

¿Hay alguna banda de N–H? Grupo amida

¿No se presentan las anteriores? Grupo cetona

Izquierda Región Derecha

Enlace doble o grupo aromático 3000 Grupos alquilo

¿Cómo analizar espectros de IR?¿Cómo analizar espectros de IR?

• Mira la región de O-H entre 3500-3200 cm-1, si hay alguna banda

Pregunta… Presencia de…

¿Hay alguna banda de alcohol? Grupo alcohol o fenol

Además, ¿hay alguna banda delgada Amina secundaria

simple entre 3400-3250 cm-1?

O, ¿hay dos bandas delgadas Amina primaria

3400-3250 cm-1?

• Otras cosas para observar…¿Hay estiramiento C–O? Grupo éter o éster si se presenta C=O

¿Hay estiramiento C=C? Alqueno

¿Hay estiramiento C≡C? Alquino

¿Hay bandas de estiramiento aromático? Aromático

¿Hay bandas de NO2? Nitrocompuesto

A practicar se ha dichoA practicar se ha dicho

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