Espectroscopia infrarroja y UV-Visible
La espectroscopia infrarroja identifica grupos funcionales a través de sus absorciones vibracionales, mientras que la espectroscopia ultravioleta-visible investiga sistemas conjugados y electrónicos, proporcionando conjuntamente una lectura rápida sobre la funcionalidad de una molécula orgánica.
Definition
La espectroscopia infrarroja mide la absorción resultante de las vibraciones de los enlaces moleculares, y la espectroscopia UV-visible mide la absorción de las transiciones electrónicas; ambas relacionan las características espectrales con los grupos funcionales y la conjugación.
Scope
Este tema cubre la base de la absorción vibracional (infrarroja) y las frecuencias de grupo características, la región de la huella dactilar, las transiciones electrónicas en la espectroscopia UV-visible, el efecto de la conjugación en la longitud de onda de absorción y los cromóforos.
Core questions
- ¿Cómo identifican las absorciones infrarrojas grupos funcionales como carbonilos e hidroxilos?
- ¿Por qué la conjugación extendida desplaza la absorción UV-visible a longitudes de onda más largas?
- ¿Qué información complementaria proporcionan estas dos técnicas sobre una molécula?
Key theories
- Frecuencias de grupo vibracionales (infrarrojas)
- Cada tipo de enlace absorbe radiación infrarroja a una frecuencia característica determinada por la fuerza del enlace y las masas atómicas, por lo que el espectro revela qué grupos funcionales están presentes.
- Transiciones electrónicas y conjugación
- La absorción UV-visible surge de la promoción de electrones entre orbitales moleculares; el aumento de la conjugación disminuye la energía de transición y desplaza la absorción hacia longitudes de onda más largas.
Mechanisms
Los fotones infrarrojos excitan los modos vibracionales de los enlaces que cambian el momento dipolar; las bandas de absorción resultantes, especialmente en la región diagnóstica por encima de la huella dactilar, identifican grupos funcionales. Los fotones UV-visible promueven electrones de orbitales enlazantes o no enlazantes a orbitales antienlazantes, con la brecha de energía —y, por lo tanto, la longitud de onda de máxima absorción— disminuyendo a medida que se extiende un cromóforo conjugado.
Clinical relevance
La espectroscopia infrarroja y UV-visible son rutinarias para identificar y cuantificar sustancias farmacológicas y para monitorear la pureza; la absorbancia UV-visible es la base de muchos ensayos cuantitativos en laboratorios clínicos y farmacéuticos.
History
El catálogo de absorciones infrarrojas de Coblentz de principios del siglo XX estableció el vínculo entre las bandas vibracionales y la estructura química, y la maduración de los espectrómetros comerciales convirtió la espectroscopia infrarroja y UV-visible en herramientas estándar para el análisis orgánico rutinario.
Key figures
- William Coblentz
- Arthur Adamson
Related topics
Seminal works
- pavia2015
- silverstein2014
Frequently asked questions
- ¿Qué es la región de la huella dactilar de un espectro IR?
- La región de la huella dactilar es la parte de menor frecuencia del espectro infrarrojo donde aparecen patrones complejos y específicos de vibraciones moleculares; aunque es difícil asignar banda por banda, es altamente característica y útil para confirmar que dos muestras son el mismo compuesto.
- ¿Por qué un compuesto coloreado absorbe luz visible?
- Un compuesto aparece coloreado cuando su sistema electrónico conjugado tiene una brecha de energía lo suficientemente pequeña como para absorber luz en el rango visible; las longitudes de onda complementarias transmitidas o reflejadas le dan su color.