Post on 19-Sep-2018
1
ESPECTROSCOPIA INFRARROJA
Prof. Dr. Alberto Postigo
2
3
Transición energética en el IR
4
(cm–1
) = (cm)
1
(Hz) = c (cm) =
(cm)
(cm/sec)
c
cm–1
= )(
1
x 10,000 and =
)(cm
11-
x 10,000
A.-TEORIA DE LA ESPECTROSCOPIA IR
5
VIBRACION DE UN ENLACE
6
B.-GRADOS DE LIBERTAD
Moléculas no lineales 3N - 6
Moléculas lineales 3N - 5
7
1.-Frecuencia de estiramiento
C.-MODOS DE VIBRACION
8
2.-Frecuencia de deformación
Torsión simétrica torsión antisimétrica
9
Caso del H2O: 3 MODOS FUNDAMENTALES DE VIBRACION
Estiramiento estiramiento tijereteo
simétrico antisimétrico
(s OH) (as OH) (s HOH)
3652 cm–1
(2.74 m) 3756 cm–1
(2.66 m) 1596 cm–1
(6.27 m)
10
Caso de CO2: 4 MODOS FUNDAMENTALES DE VIBRACION
Estiramiento estiramiento
simétrico antisimétrico
1340 cm–1
(7.46 m) 2350 cm–1
(4.26 m)
Doblemente degenerados
Tijereteo tijereteo
666 cm–1
(15.0 m) 666 cm–1
(15.0 m)
11
Para una molecula AX2:
Vibraciones de estiramiento:
Simétrico antisimétrico
12
vibraciones de deformación
Tijereteo en el plano aleteo fuera del plano
Torsión en el plano torsión fuera del plano
o rocking
13
=
K
c2
1 (cm
–1) = 4.12
K
= frecuencia en cm–1 c = velocidad de la luz = 3 x 10
10 cm/sec
= 21
21
mm
mm
masas de atomos en gramos o
)10 x 02.6)(( 2321
21
MM
MM
masas de atomos
en amu
= 21
21
MM
MM
donde M1 y M2 son pesos
atomicos
K = constante de fuerza en dynas/cm
K = 5 x 105 dynes/cm (simple)
= 10 x 105 dynes/cm (doble)
= 15 x 105 dynes/cm (triple)
D.-Cálculo aproximado de las frecuencias de estiramiento
14
(1) Enlace C=C :
= 4.12
KK = 10 x 10
5 dynes/cm =
CC
CC
MM
MM
=
1212
)12)(12(
= 6
= 4.126
10 x 10 5
= 1682 cm–1
(calculado) = 1650 cm–1
(experimental)
15
(2)
Enlace C–H Enlace C–D
= 4.12
K = 4.12
K
K= 5 x 105 dynes/cm K= 5 x 10
5 dynes/cm
= HC
HC
MM
MM
=
112
)1)(12(
= 0.923 =
DC
DC
MM
MM
=
212
)2)(12(
= 1.71
= 4.120.923
10 x 5 5
= 3032 cm–1
(calculado);
3000 cm–1
(experimental)
= 4.121.71
10 x 5 5
= 2228 cm–1
(calculado);
= 2206 cm–1
(experimental)
3000
-C-H =C-H
3100 3300
=C-H =
2900 2850 2750
-CH=O (weak)
Incremento de la fuerza de unión CH
sp3-1s sp2-1s sp-1s
AUMENTO DE LA FRECUENCIA (cm-1)
aldehyde
INCREMENTO DEL CARACTER s DE LA UNION
Increamento de la constante de fuerza K
ENLACES MAS FUERTES POSEEN CONSTANTES DE
FUERZA MAYORES Y ABSORBEN A MAYOR FRECUENCIA
CH valor base = 3000 cm-1
17
(3)
C C C C C C
2150 cm–1
1650 cm–1
1200 cm–1
se incrementa K
C H C C C O C Cl C Br C I
3000 cm–1
1200 cm–1
1100 cm–1
800 cm–1
550 cm–1
~500 cm–1
se incrementa
(4) Cualquier enlace por el cual pase un plano de simetría
no será activo en el IR
Plano de simetría
Enlace inactivo al infrarrojo
R
R
RR
R
RCC
18
sp sp2
sp3
C H C H C H
3300 cm–1
3100 cm–1
2900 cm–1
La hibridación afecta la constante de unión
E.Parámetros que afectan la absorción IR
19
C–H: 3040 cm–1
F–H: 4138 cm–1
F.-La constante de unión K aumenta de izquierda a derecha
en la Tabla Periódica
20
G.-Vibraciones de torsión son mas fáciles que las de
estiramiento
C–H estiramiento: ~ 3000 cm–1
C–H torsion: ~ 1340 cm–1
21
Interacciones acopladas
Estiramiento simetrico Estiramiento antisimetrico
Metilo C H
H
H
~ 2872 cm–1
C H
H
H
~ 2962 cm–1
Anhidrido CO
C
O O
~ 1760 cm–1
CO
C
O O
~ 1800 cm–1
Amina N
H
H
~ 3300 cm–1
C
H
H
~3400 cm–1
Nitro N
O
O
~ 1350 cm–1
~ 1550 cm–1
22
CO2: simetrica 1340 cm–1
antisimetrica 2350 cm–1
normal 1715 cm–1
Vibraciones de estiramiento
antisimetrico aparecen a frecuencias
mayores que las simetricas
23
Detector
Regilla oMonocromador
Blanco
Muestra
Divisor de as
CPU
Amplificador
ImpresoraTeclado
O
Pantalla
Fuente de radiación
infrarroja: laser,
Globar o Nernst
Espectrómetro IR
24
Celda IR para líquidos
25
26
Prensa de preparación de pellets de KBr
27
28
Forma e intensidad de las absorciones IR
Espectro del
ciclohexanol
29
30
Absorciones infrarroja de grupos funcionales
31
32
Numero de onda
Numero de onda
% T
ESTIRAMIENTO C-H
Regiones típicas de absorción
IR
C-H 2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
Frecuencia (cm-1)
Longitud de onda (m)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Muy
pocas
banda
s
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-C X=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
Area de estudio
•C-H aldehído, dos picos (débiles)
~ 2850 y 2750 cm-1
3000 división
INSATURADO
SATURADO
•C-H sp estiramiento ~ 3300 cm-1
•C-H sp2 estiramiento > 3000 cm-1
•C-H sp3 estiramiento < 3000 cm-1
La región de estiramiento C-H Valor base = 3000 cm-1
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
HH
C
HH
Estiramiento simétrico
Estiramiento asimétrico
~2853 cm-1
~2926 cm-1
VIBRACIONES DE ESTIRAMIENTO DEL GRUPO
METILENO
EN-FASE
FUERA DE FASE
DOS ENLACES C-H comparten un C
central
C
H
H
H
C
H
H
H
Estimamiento simétrico
Estiramiento asimétrico
~2872 cm-1
~2962 cm-1
Tres enlaces C-H comparten un
Átomo de C central
En fase
Fuera de fase
VIBRACIONES DE ESTIRAMIENTO DEL GRUPO
METILO
Hexano
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH
Vibraciones
estiramiento
ALKANE
incluye
CH3 sym y asym
CH2 sym y asym
CH torsiones a
discutir
TORSIÓN C-H
• CH2 torsión ~ 1465 cm-1
• CH3 torsión (asym) aparece cerca del
valor de CH2 ~ 1460 cm-1
• CH3 torsión (sym) ~ 1375 cm-1
Región de torsión C-H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
HH
C
HH
Scissoring
O tijereteo
Wagging o
aleteo
Rocking Twisting
vibraciones de torsión
~1465 cm-1
~720 cm-1
~1250 cm-1
~1250 cm-1
En el plano Fuera del plano
Vibraciones de torsión del grupo metileno
CH3 CH2
1465 1460 1375
asym sym
VIBRACIONES DEL METILO Y METILENO
ESTOS dos picos pueden
solaparse
C-H TORSIÓN: CERCA
1465 Y 1375 cm-1
CH
H
H
CH3 CH2
1465 1460 1375
asym sym
1370 1380
1370 1390
C
CH3
CH3
C CH3
CH3
CH3
C CH3
t-butilo
(isopropilo) Dos picos
Dos picos
El pico de metilo
simétrico se
desdobla
cuando hay mas
de un Me sobre el C
Detalles adicionales para SYM CH3
Un pico
VIBRACIONES DEL METILO Y METILENO
Hexane
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH
stretch
CH2
bend
CH3
bend
CH2
rocking
> 4C
ALcano
1-Hexeno
CH2
CH CH2
CH2
CH2
CH3
=CH
CH
C=C CH2
CH3
torsión
CH oops
ALqueno
Tolueno
CH3 C=C
bencene
CH3
Ar-H oops
Ar-H
AROMATICO
1-Hexino
CH C CH2
CH2
CH2
CH3
C=C =
=C-H = C-H
CH2, CH3
ALquino
48
1.- Alcanos
Numero de onda
% T
49
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ALCANOS.
VIBRACIÓNENLACE m cm-1 Intensidad Forma
Estiramiento Csp3-H 3,5-3,3 2850-3000 intensa Media estrecha
Tijera CH2 yCH3
C-CH2 conCH2 o CH3
6,7-6,8 1450-1470 media Estrecha
Balanceo deCH3
C-CH3 7,25-7,30 1370-1380 baja Media
Balanceo decadena de al
menos 4grupos CH2
-C-(CH2)n-Ccon n
mayor oigual a 4,0
13,8 720-725 Dependede la
cantidadde grupos
(CH2)
Media
Deformaciónde enlace C-Hen iso-grupos.(Vea nomenclatura dealcanos)
-CH(CH3)2 7,20 y
7,24
1388y
1380
media Medianamenteanchas, de
aproximadamente igual
intensidad.
Deformacióndel enlace
C-H engrupos metiloen carbono
terciario.
-C(CH3)3 7,20y
7,24
1388y
1380
media Media-alta(dos bandas,una menos
intensa y otramenor de mayor
energía)
50
2.- Alquenos
Numero de onda
% T
51
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ALQUENOS.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento Csp2-H 3,27-3,17 3050-3150 Media
Estiramiento C=C 6,1 1640-1670 Débil
DeformaciónCH2 terminal
Csp2-H 15,3-10 650-1000 Media
DeformaciónC=C terminal
CH2=C 10,0 y 11,0 1000 y 909 Intensas
DeformaciónCIS
C=C 6,1 1640-1670 Débil
DeformaciónTRANS
C=C No hay en 6,1 sies simétrica
1640-1670 Débil
DeformaciónTRANS
C=C 11,2-11,5 892-870 Fuerte
Estiramientos =C-H fuera del plano
H
H
H POR ENCIMA
POR DEBAJO
PLANO
H
ALQUENOS
TAMBIÉN EN AROMÁTICOS
Estiramientos =C-H fuera del plano
Monosustituídos
cis-1,2-
trans-1,2-
1,1-
Trisustituídos
Tetrasustituído
C C
H
R H
H
C C
H
R R
H
C C
R
H R
H
C C
R
R R
R
C C
R
R R
H
C C
R
R H
H
Disustituídos
10 11 12 13 14 15
1000 900 800 700 cm-1
s s
m
s
s
s
=C-H torsión fuera del plano
ALQUENOS
55
3.- Alquinos
Numero de onda
A
56
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ALQUINOS.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramientoterminal
Csp-H 3,0 3300 Fuerte
Deformación Csp-H 16,6-14,3 600-700 Media
Estiramiento C-Ctriple enlace
terminal.
C C H 4,7-4,6 2100-2140 Fuerte
Estiramiento C-Ctriple enlace
C CR R´ 4,5 2220 Media
NITRILOS
ALQUINOS
ESPECTROS
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
VALORES BASE (+/- 10 cm-1)
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C N 2250
C C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C O ~1100
ESTIRAMIENTOS DE ALQUINOS Y NITRILOS
REGIONES TÍPICAS DE
ABSORCIÓN IR C=N
C=C
=
= 2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECUENCIA (cm-1)
LONGITUD DE ONDA (m)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Muy
pocas
bandas
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-C X=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
• C N 2250 cm-1
• C C 2150 cm-1
=
= =
=
EL GRUPO CIANO PRESENTA UN PICO INTENSO
DEBIDO A SU GRAN MOMENTO DIPOLAR
La unión triple C-C presenta una absorción débil debido
a la falta de momento dipolar, especialmente los
alquinos simétricos.
R C C R
Propanonitrilo
CH3
CH2
C N
C=N =
NITRILO
BASE = 2250
1-Hexino
CH C CH2
CH2
CH2
CH3
C=C = =C-H =
ALquino
BASE = 2150
64
4.- Compuestos aromaticos
Numero de onda
% T
65
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS.(BENCENOIDES)(Aquí, solo se incluyen las bandas de los aromáticos mono y disustituidos.)
a) Monosustituidos
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento Csp2-H 3,3-3,25 3050-3070 Media
Balanceo deCH3
C-CH3 7,25-7,30 1370-1380 Media
Deformacióndel anillo
Csp2-H 13,5 y 14,0 740 y 715 Débil
Tabla Nº5
b) Disustituidos
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
ORTO Csp2-H 13,5 740 Fuerte
META Csp2-H 13,5-14,5 740-690 Fuerte y fuerte
PARA Csp2-H 12,5 800 Media
10 11 12 13 14 15
1000 900 800 700 cm-1
Monosustituídos
Disustituídos
orto
meta
para
Trisustituídos
1,2,4
1,2,3
1,3,5
BENCENOS
s s
s
s s
s
s
s
s
m
m
m
m
OOPS RING H’s
Combinación de bandas
67
5.- Alcoholes
Numero de onda
% T
ESTIRAMIENTO O-H
Regiones típias de absorción
IR
O-H
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECUENCIA (cm-1)
Número de onda (m)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Muy
pocas
bandas
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-C X=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
Región de
interés
La región de estiramiento O-H • O-H 3600 cm-1 (alcohol, libre)
• O-H 3300 cm-1 (alcoholes & acidos,
H-unidos)
3600 3300
H-unido libre
Se ensancha
Se corre
Efecto de la unión H sobre el estiramiento
O-H
Free
OH
Free
OH
C-H C-H
C-H
H-bonded
OH
H-bonded
OH
Líquido
Puro
Solución
diluída
Solución muy
diluída
(a) (b) (c)
4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800 4000 3600 3200 2800
1-Butanol
OH
R
O
H
R
R O
H
R
OH
H
R O
R HO
Hidroxilo unido por unión hidrógeno
Enlaces mas
largos y débiles
conducen a
frecuencias
menores.
La unión H ocurre en soluciones concentradas de alcoholes
Ciclohexanol
OH O-H
H-bond
C-H
C-O
CH2
ALCOHOL
puro
74
6.- Aminas
Numero de onda
ESTIRAMIENTO N-H
Regiones de absorbancia IR
típicas
N-H
2.5 4 5 5.5 6.1 6.5 15.4
4000 2500 2000 1800 1650 1550 650
FRECUENCIA (cm-1)
Número de onda (m)
O-H C-H
N-H
C=O C=N
Muy
pocas
bandas
C=C
C-Cl
C-O
C-N
C-C X=C=Y
(C,O,N,S)
C N
C C
N=O N=O *
Región de interés
La región de estiramiento N-H
• Aminas primarias dan dos picos
• Aminas secundarias solo un pico
• Aminas terciarias no dan picos de estir.
N-H
NH
HN
H
Hsimétrico asimétrico
N-H 3300 - 3400 cm-1
CH3
CH2
CH2
CH2
NH2
NH2
NH2
scissor
CH2
CH3
Amina primaria alifática
1-Butanamina
NH2
CH3
NH2
Ar-H
-CH3
benceno Ar-H
oops
Amina primaria
aromática
3-Metilbencenamine
NH CH2
CH3
NH
benceno Ar-H
oops
CH3
Amina secundaria
N -Etilbencenamina
N
CH3
CH3
no N-H
benceno
CH3
Ar-H
Ar-H
-CH3
Amina terciaria
N,N -Dimetilanilina
82
Aminas, bandas características
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN ESTE GRUPO
DE COMPUESTOS.a) Monosustituidas
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento(doblete)
N-H 2,86-2,94 3500-3400 Débil
Flección N-H 6,33-6,06 1580-1650 Media
Deformación N-H 15,00-11,00 666-909 MediaTabla Nº15
b) Disustituidas
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento(singulete)
N-H 3,02-2,98 3310-3350 Muy débil
Deformación N-H 15,00-11,00 666-909 Media
83
7.-Grupo carbonilo
7.a.- Cetonas
Numero de onda
• Se extiende entre 1800 to 1650 cm-1 -
• El valor base es 1715 cm-1 (cetona)
• Las bandas de absorción son muy fuertes
debido al gran momento dipolar C=O
• C=O es generalmente uno de los picos
•Mas fuertes del espectro
Región de estiramiento del grupo CO
2-Butanona
CH3
C CH2
CH3
O
cETONA
C=O
C-H
overtone 2x C=O
CH bend
BASE = 1715
1715
C=O
CR
O
H
CR
O
O C R
O
CR
O
ClCR
O
OR'CR
O
RCR
O
NH2
CR
O
OH
1690 1710 1715 1725 1735 1800
1810 y 1760
Valor base
Cloruro
de ácido ester aldehído ácido
carboxílico amida cetona
anhídrido
( dos picos )
Cada clase de carbonilo absorbe a una frecuencia distintaC=O
C=O es sensible al entorno
1.225 A 1.231 A 1.235 A 1.248 A
Cloruro
De ácido
ester cetona amida
Longitud de enlace C=O en distintos carbonilos
Mas corta Mas larga
1780 cm-1 1735 cm-1 1715 cm-1 1680 cm-1
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA
ABSORCIÓN C=O
C
O
R
C
O
X
EFECTOS INDUCTIVOS Y DE RESONANCIA EN
LA FRECUENCIA DEL GRUPO CARBONILO
GRUPOS DADORES DE e
GRUPOS TOMADORES DE
e refuerzan al carbonilo y
Aumentan la frecuencia
de absorción
R = Me, Et, etc.
X = F, Cl, Br, O
A
B
Disminuyen la frecuencia
de absorción
Debilitan al carbonilo y
O H
C
O
R
R D
Unión hidrógeno
C
O
R
C
O
X
C
O
Y C
O
Y+
-
Resonancia
Y = N, O, or C=C C
Estira y debilita al CO
Debilita al CO y disminuye
La frecuencia de
absorción
EFECTOS INDUCTIVOS Y DE RESONANCIA EN
LA FRECUENCIA DEL GRUPO CARBONILO
disminuye
La frecuencia de
absorción
1690 1710 1715 1725 1735 1800
1810 y 1760
BASE
VALUE
Cloruro
De ácido ester aldehído Ácido
carboxilico amida cetona
CR
O
H
CR
O
O C R
O
CR
O
ClCR
O
OR'CR
O
RCR
O
NH2
CR
O
OH
anhídride
( dos picos )
B A C
D
A
B D
C E-dador
E-atractor
Resonancia
Unión H
EFECTOS INDUCTIVOS Y DE RESONANCIA EN
LA FRECUENCIA DEL GRUPO CARBONILO
92
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LAS
CETONAS.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento C O 5,80-5,86 1725-1705 Fuerte
Estiramiento en
, no saturadasC O 5,93-6,00 1685-1665 Fuerte
Estiramiento enaromáticos
C O 5,88-5,95 1700-1680 Fuerte
93
7.b.-Aldehídos
Numero de onda
94
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ALDEHÍDOS.
VIBRACIÓNO ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento C O 5,74-5,95 1740-1680 Fuerte
Estiramiento Csp2-H 3,45-3,54 y 3,60-3,70
2900-2820 y 2775-2700
MediaMedia
95
7.c.- Esteres
Numero de onda
96
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ÉSTERES.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento O-H 4,16hasta2,94
2400hasta3400
Media a fuerte
Estiramiento C O 5,71-5,76 1750-1735 Media
Estiramiento
en ,-nosaturados
C O 5,78-5,82 1730-1717 Media
Estiramientoen ésteres
arílicos
C O 5,78-5,82 1730-1717 Media
97
7.d.- Acidos
Numero de onda
% T
98
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento C O 5,80-5,90 1725-1700 Fuerte
Estiramiento ,-nosaturados
5,83-5,91 1715-1690 Fuerte
Estiramiento Arílicos 5,90-6,02 1700-1660 Fuerte
Estiramiento O-H 3,70-2,86 2700-3500 Fuerte
DÍMEROS DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Unión H en el dímero debilita la unión O-H y la unión
C=O conduciendo a picos mas anchos a frecuencias
mas bajas.
DISMINUYE
la frecuencia de
CO
Y también
O-H
RECORDAR
100
7.d.- Anhídridos
Numero de onda
101
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
ANHIDRIDOS DE ÁCIDO.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento C O Doble5,40-5,55 y5,58-5,75
Doble1850-1800 y1790-1740
Fuertey fuerte
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LOS
HALOGENUROS DE ÁCIDO
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramientode C=O F
C O 5,40 1850 Fuerte
Estiramientode C=O Cl
C O 5,53 1806 Fuerte
Estiramientode C=O Br
C O 5,52 1810 Fuerte
Estiramientode C=O I
C O 5,57 1795 Fuerte
102
7.e.- Amidas
Numero de onda
103
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN LAS
AMIDAS.VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramientoprimaria
C O 5,92 1690 Fuerte
Estiramientosecundaria
C O 5,88-5,99 1700-1670 Fuerte
Estiramientodos bandas
N-Hprimarias
2,86 y otra2,94
3500 y otra3400
Media y Media
Estiramientouna banda
N-Hsecundarias
3,01-3,18 3320-3140 Media
Deformación N-Hprimarias
6,17-6,30 1620-1590 Fuerte
Deformación N-Hsecundarias
6,45-6,62 1550- 1510 Fuerte
O-H 3600
N-H 3400
C-H 3000
C=N 2250
C=C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
=
=
Efectos de la conjugación y tamaño del anillo
Sobre la absroción C=O
CONJUGACIÓN
Conjugación de C=O con C=C
• La conjugación del carbonilo con C=C corre los valores a menor frecuencia
• Para aldehídos, cetona, y ésteres, sustraer alrededor de 25-30 cm-1 por conjugación con C=O
• Cetonas conjugadas = 1690 to 1680 cm-1
• Esteres conjugados = 1710 to 1700 cm-1
• C=C se hace muy fuerte!!
C
O
CHR CH2 C
O
CHR CH2
+
-
LA CONJUGACIÓN DISMINUYE LA FRECUENCIA DE
C=O Y C=C
LA RESONANCIA enlonga y debilita la unión C=O
C
O
CHR CH2R C R
O
1715 1690 cm-1
C=C también
se elonga y
Debilita y
polariza disminuye
1650 1625 cm-1
Sólo una
débil
C C
CH3
CH3
C CH3
O
H
KETONE
4-Metil-3-penten-2-one
C=O : 1715 - 30 = 1685 C=C : 1650 - 25 = 1625
C=O C=C doblete =
gem dimetilo
C CH3
O
Cetona aromática
conjugada
C=O : 1715 - 30 = 1685
Benceno C=C
1400 - 1600
benceno
C-H
benceno
C-H estiramiento
Acetofenona
C=O
TAMAÑO DE ANILLO
Y TENSIÓN ANGULAR
C
O
C
O
120o ángulo
normal Un ángulo mas pequeño,
requiere mayor carácter p en
el híbrido que forma el anillo
En respuesta a mayor caracter
p en los enlaces del anillo,
hay mas carácter s en el enlace
C=O.
Más caracter s lleva
a una unión mas
corta y mas fuerte y
a mayor frecuencia.
LA TENSIÓN ANGULAR AUMENTA LA FRECUENCIA
DEL CARBONILO
1
2
3
1715 1745 1780 1815 1690
RING STRAIN CONJUGATION
EFECTOS DE CONJUGACIÓN Y
TAMAÑO DEL ANILLO
1705
CR
O
RCR
O
CH CH2
CR
O
OOOO O
normal
aliphatic
ketones
O
Cetona cíclica 5-ring
Ciclopentanona
C=O
CH
torsión
C-H
alifático
eSPERADO = 1740
114
8.- Compuestos halogenados
Numero de onda
115
RESUMEN DE LAS MÁS IMPORTANTES ABSORCIONES EN ESTE GRUPO
DE COMPUESTOS.
VIBRACIÓN ENLACE m CM-1 Intensidad
Estiramiento C-F 7,14-10,00 1400-1000 Fuerte
Estiramiento C-Cl 12,5-16,7 800-600 Fuerte
Estiramiento C-Br 16,7-20,0 600-500 Fuerte
Estiramiento C-I 20,0 500 Fuerte
La región de estirameinto C-X
• C-Cl 785 a 540 cm-1,
dificil de encontrar por hallarse en zona de huellas dactilares
• C-Br y C-I
absorciones fuera del alcance de la espectroscopia IR
• C-F pueden hallarse fácilmente
CCl Cl
Cl
Cl
Usado como solvente, se ven absorciones C-Cl
C-Cl
Tetracloruro de Carbon
Cl
C-Cl
oops
benceno
C=C
Combinacines de
Banda del anillo
bencénico
Clorobenceno
Espectro de fondo
Los equipos modernos de FT-IR sustraen el fondo o
“BACKGROUND”
O=C=O
H-O-H H-O-H
“BACKGROUND”
Dioxido de carbono y agua
ELUCIDACIÓN DE ESPECTROS
IR
DECISION FLOW CHART
C=O presente
?
2 C=O Picos
OH presente ?
NH presente ?
C-O presente?
CHO presente?
anhídrido
ácido
amida
ester
aldehido
cetona
SÍ
sí
NO
Diagrama de flujo
C=O present ?
OH presente ?
NH presente ?
C-O presente ?
C=N presente ?
C=C presente ?
C=C presente ?
alcohol
amina
eter
nitrilo
alquino
alqueno
aromatico
NO2 presente ? nitro cpds
C-X presente ? haluros
(benceno ?)
NO
Sí
=
=
Diagrama de flujo
C=O
presente?
2 C=O Picos OH presente?
OHpresente?
NH presente
NH presente ?
C-O presente
C-O presente ?
CHO presente
C=N presente ?
C=C presente ?
C=C presente ?
anhídrido
ácido
amida
ester
aldehído
cetone
alcohol
amina
eter
nitrilo
alquino
alqueno
aromatico
NO2 presente ? nitro cpds
C-X presente ? haluros
(benceno?)
SÍ NO
SÍ
NO
=
=
sugerencias
DECISION FLOW CHART
COMO USAR UN ESPECTRO IR
Fórmula molecular:
Buscar carbonilos:
Buscar O-H, N-H
Buscar uniones triples
Buscar C=C, anillos bencénicos
Calcular el índice de insaturación
note cualquier cambio desde1715 cm-1
1)
2)
3)
4)
5)
Observar debajo de 1550 cm-1; por C-O o nitro
Volver sobre el espectro;
Buscar la región C-H para aldehídos y picos
Por encima de 3000 cm-1
CONTINUA
(alquenos y alquinos terminales)
6)
7)
COMO USAR UN ESPECTRO IR
Resumen final
ácido
Lo mínimo necesario e imprescindible
OH 3600
NH 3400
CH 3000
C N 2250
C C 2150
C=O 1715
C=C 1650
C-O 1100
3300 3100 2900 2850
2750
3000
1800 1735 1725 1715 1710 1690
=C-H -C-H
-CHO
C-H
cetona ester Cloruro
De ácid
aldehído
amida
anhídrido : 1810 y 1760
CH2 y CH3 torsión : 1465 y 1365
Valores base
Conocer también los efectos de unión H, conjugación, y tamaño de anillo.
benceno C=C : entre 1400 y 1600
Expansión de CH
Expansión C=O
Dónde encontrar más
espectros para
practicar?
3) web sites that
http://www.dq.fct.unl.pt/qoa/jas/ir.html
http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/menu-e.html
http://webbook.nist.gov/chemistry/
http://www.chem.ucla.edu/~webnmr/index.html
http://www.nd.edu/~smithgrp/structure/workbook.html
4) Libros:
D.L.Pavia, G.M.Lampman, and G.S.Kriz,
Introduction to Spectroscopy, 3rd ed., Harcourt.