1.Consideraciones iniciales: obtención de la fórmula molecular y número de insaturaciones.
2.El espectro electromagnético. 3.Espectroscopias de Ultravioleta-Visible.4. Obtención de un espectro de UV-Vis. Ley de
Lambert-Beer.
BIBLIOGRAFÍA1. Francis A. Carey, Química Orgánica, McGraw Hill, 4ª ed. 2006.2. L. G. Wade, Jr., Química Orgánica, Prentice-Hall Hispanoamericana, 5ª ed. 20043. M. A. Fox y J. K. Whitesell, Química Orgánica, Pearson Educación, 2ª ed. 2000. 4. K. P. C. Vollhardt, Química Orgánica, Omega, 3ª ed. 2000.
Tema 3: INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS DE ELUCIDACIÓN
ESTRUCTURAL
% de C =0,1530,255
x 100 = 60
% de H =0,03430,255
x 100 = 13,45
% de O =0,0680,255
x 100 = 26,67
C: 60%; H: 13,45%
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Se denominan métodos espectroscópicos aquellos que se basan en la interacción de la radiación electromagnética con la materia.
Frecuencia Longitud de onda
Número de onda
Ventajas: No destructivos. Pequeñas cantidades de muestra. Rapidez.
La energía de una radiación electromagnética es directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda.
Introducción
BajaAlta Frecuencia
Energía
Rayos X Ultravioleta Ondas de radio
Infrarrojo Micro ondas
Visible
100 nm 350 nm 850 nm 300 cm m
Longitud de onda
Visible
Larga
Corta
El espectro electromagnético
Modelo de onda
El campo eléctrico es el más importante en la interacción con la materia
Propiedades de la onda• longitud de onda • frecuencia • número de onda
Modelo cuántico
La energía electromagnética enfotones con discretos niveles de energía
E h hc
h = Cte Planck = 6.63x10-27 erg segc = velocidad luz = 3x1010 cm/seg
Longitud onda
Dirección propagación
Campoeléctrico
Campo magnético
La radiación electromagnética
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Las energías en el rango ultravioleta-visible excitan los electrones a niveles de energía superiores dentro de las moléculas. Las energías infrarrojas provocan las vibraciones moleculares y las energías de microondas provocan las rotaciones. Las frecuencias de onda de radio provocan transiciones en el espín nuclear, las que se observan en la espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear.
El Espectro Electromagnético
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TÉCNICA INFORMACIÓN OBTENIDA
Rayos X Suministra información acerca de las coordenadas atómicas en la molécula.
Ultravioleta-Visible Existencia de cromóforos y/o conjugación en la molécula.
Infrarrojo Detección de grupos funcionales
Resonancia magnética nuclear
Grupos funcionales, subestructuras, conectividades, estereoquímica, etc a partir de datos de desplazamiento químico, áreas de los picos y constantes de acoplamiento.
Espectrometría de masas Formula molecular y subestructuras a partir de los iones observados.
Determinación Estructural
En el espectrómetro ultravioleta, un monocromador selecciona una longitud de onda de luz, la cual se divide en dos haces. Un haz pasa a través de la celda de muestra, mientras que el otro pasa a través de la celda de referencia. El detector mide la relación entre los dos haces y el registrador hace el gráfico de esta relación como una función de la longitud de onda.
La absorbancia de la muestra en una determinada longitud de onda está regida por la ley de Beer.
Espectrómetro ultravioleta
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la energía de una radiación electromagnética es directamente proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda.
Introducción
Principios de UV-Visible
Transiciones electrónicas
Cromóforos – grupos de átomos responsables de esta transición
Transiciones prohibidas - poco probables - baja intensidad
Transiciones permitidas - más probables - alta intensidad
E(ground electronic state)
(excited electronic state)
E
E* Estado electrónico excitado
Estado electrónico fundamental
Espectro UV
Las bandas del UV-vis son anchas debido al solapamiento de los estados vibracionales y rotacionales de la molécula
A
Longitud de onda en nm ()
maxAbsorbancia
Espectro de UV del isopropeno disuelto en metanol muestra λmáx = 222 nm, ε = 20.000.
La gráfica representa la absorbancia como función de la longitud de onda. La altura del pico cambiará dependiendo de la concentración de la muestra y de la longitud del paso, pero la longitud de onda a la que se encuentra (I) no cambiará.
Espectro UV del Isopreno
Absorción UV de alquenos conjugados
El incremento de la conjugación da absorción
•a mayor longitud de onda•más intensa
*
max175 217 258 15,000 21,000 35,000
E
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