UNIDAD 2 ESPECTROSCOPIA IR Prof. María de los A. Muñiz Química Orgánica 232 Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN TEMAS OBJETIVOS PRÁCTICA TAREA ASIGNADA ENLACES 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez INTRODUCCIÓN Este capítulo es importante en el curso de Química Orgánica ya que se estudia una de las técnicas más utilizadas en la caracterización de compuestos químicos. Las técnicas espectroscópicas se han convertido en el instrumento más rápido y preciso para la determinación estructural que posee el químico orgánico. En el estudio de la técnica, se hará enfasis en el análisis de espectros. Se asignarán unas 3 horas contacto para discutir el tema. Tabla Cont 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Vibraciones Moleculares Vibraciones Moleculares TEMAS Espectroscopía Vibraciones Moleculares de Flexión Radiación Electromagnética Región del IR Región IR Tabla de Absorciones Vibraciones Moleculares de Estiramiento Análisis de espectros Tabla Cont 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Objetivos Reconocer la diferencia entre espectrometría y espectroscopia. Explicar el funcionamiento de un espectrofotómetro infrarrojo. Reconocer en un espectro, las bandas más sobresalientes. Identificar bandas de absorción de los diferentes grupos funcionales. Tabla Cont 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Espectroscopia Espectrometría Interacción de moléculas con un rayo de electrones de alta energía. MS Espectroscopia Interacción de moléculas con energía electromagnética. IR, UV y NMR 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Espectrofotómetro Infrarrojo (IR) 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Radiación Electromagnética La energía radiante tiene propiedades de partícula llamada fotones, cada uno de los cuales tiene como característica una longitud de onda. Tiene propiedades de onda de energía que viajan a la velocidad de la luz 3.00 x 1010 cm/s. La materia absorbe radiación de diversas regiones del espectro electromagnético. Las absorciones se deben a diferentes tipos de interacciones entre la materia y la radiación electromagnética. La radiación infrarroja interactúa con los estados rotacionales y vibracionales de las moléculas. Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez                                                                                                                                                                                                           Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez La energía de un fotón en infrarrojo se puede calcular usando la relación de energía de Planck . E = h n h = 6.6 x 10-34 julios segundos n = frecuencia del fotón La frecuencia, n, y la velocidad de la luz, c, están relacionadas a través de la ecuación c = ln c = 3.0 x 108 metros/segundo l = longitud de onda para luz Las dos ecuaciones se usan para identificar la unidad espectroscópica llamada número de onda (wavenumber) n = es el número de onda n = tiene como unidad el (cm-1) Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Longitud de onda – distancia entre crestas Frecuencia – número de ciclos por segundo Amplitud- altura de la onda Largo de onda =  Amplitud Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Mientras más corta la longitud de onda, mayor es la frecuencia. Mientras más alta la frecuencia, mayor es la energía que gana. Cuando una molécula absorbe radiación, gana energía Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Región Infrarrojo (IR) La región en el IR del espectro electromagnético cubre desde 7.8 x 10 –5 hasta ~ 1 x 10-2 cm. El intervalo de longitudes de onda entre 2.5 x 10 –4 cm hasta 2.5 x 10 –3 cm es usada en la química orgánica. La frecuencia expresada en número de onda será de ~ 4000 cm –1 hasta 400 cm –1. Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Largo normal del enlace Vibraciones Moleculares de Estiramiento Produce cambios en la longitud del enlace. Es un movimiento rítmico a lo largo de la línea entre los átomos tal que la distancia interatómica aumenta o disminuye. Enlace estirado Largo normal del enlace Enlace comprimido Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez La frecuencia de una vibración de estiramiento y su localización en el espectro están relacionados por: La masa de los átomos enlazados ( los átomos más livianos vibran a frecuencias más altas. La relativa rigidez del enlace. Enlaces son rígidos y vibran a altas frecuencias Enlaces C=C son más rígidos que los enlaces sencillos C-C. Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Vibraciones de Estiramiento Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Vibraciones de Flexión de ángulos de enlace Tiene diferentes variaciones en movimiento. Produce cambios en el ángulo de enlace. Ángulo de enlace comprimido Ángulo de enlace normal Ángulo de enlace ancho Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Tipos de vibraciones de flexión torcional tijera Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Región del Infrarrojo Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Regiones de Absorciones IR Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Tabla de Absorciones IR Grupo Funcional Absorciones Características (cm-1) Comentarios (m) mediana; (v) variable; fuerte (s) Alkyl C-H Stretch 2850 - 2960 (m) Alkane C-H bonds are fairly ubiquitous and therefore usually less useful in determining structure. Alkenyl C-H Stretch Alkenyl C=C Stretch 3100 - 3010 (m) 1680 - 1620 (v) Absorption peaks above 3000 cm-1 are frequently diagnostic of unsaturation Alkynyl C-H Stretch Alkynyl C=C Stretch ~3300 (s) 2260 - 2100 (v)   Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Aromatic C-H Stretch Aromatic C-H Bending Aromatic C=C Bending ~3030 (v) 860-680 (s) 1660- 2000 (w) 1450-1600 (m)   Alcohol/Phenol O-H Stretch C-O 3650 - 3200 (broad, s) 1050-1150 (s) Carboxylic Acid O-H Stretch 3000 - 2500 (broad, v) Amine N-H Stretch 3500 - 3300 (m) Primary amines produce two N-H stretch absorptions, secondary amides only one, and tetriary none. Nitrile C=N Stretch 2260 - 2220 (m) Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Carboxylic Acid C=O Stretch Aldehyde C=O Stretch Ketone C=O Stretch Ester C=O Stretch Carboxylic Acid C=O Stretch Amide C=O Stretch 1740 - 1690 (s) 1750 - 1680 (s) 1750 - 1735 (s) 1780 - 1710 (s) 1690 - 1630 (s) The carbonyl stretching absorption is one of the strongest IR absorptions, and is very useful in structure determination as one can determine both the number of carbonyl groups (assuming peaks do not overlap) but also an estimation of which types. Amide N-H Stretch 3700 - 3500 (m) As with amines, an amide produces zero to two N-H absorptions depending on its type. Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Bandas para Alcanos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Bandas para Alquenos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Bandas para Alquinos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Bandas para Alcoholes Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Bandas para Aromáticos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Bandas para compuestos con grupo carbonilo Aldehidos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Cetonas Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Ácidos Carboxílicos Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Ésteres Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Aminas Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Práctica Identifique las bandas más representativas en cada espectro Tabla Cont 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Espectro 1 Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Espectro 2 Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Espectro 3 Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Espectro 4 Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Tarea para entregar Análisis: C5H10O Identifique las bandas características y proponga una posible estructura Temas 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez Enlaces Merlic, Craig A. Web Spectra Problems in IR and NMR Spectroscopy. Recuperado el 25 de enero de 2008 de http://www.chem.ucla.edu/~webspectra/index.html Tabla Cont 28 de enero de 2008 Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayagüez