Introducción a espectroscopía infrarroja

Summary

El video explica cómo la radiación infrarroja puede hacer que los enlaces de una molécula se estiren, provocando una vibración similar a un resorte. Al absorber ciertas frecuencias, la molécula experimenta un estiramiento de enlace, lo cual se refleja en su espectro infrarrojo. El número de onda se relaciona con la longitud de onda y la frecuencia, y el espectro IR se divide en dos regiones: la de diagnóstico, que identifica grupos funcionales, y la huella dactilar, única para cada molécula. El video explora cómo la energía absorbida por los enlaces revela información sobre la estructura molecular.

Takeaways

• 🌐 La incidencia de luz infrarroja sobre una molécula puede provocar la absorción de energía y la vibración de estiramiento de los enlaces.
• 🔍 La vibración de estiramiento es similar a la oscilación de un resorte, donde el enlace entre átomos se estira y se contrae.
• 📊 El espectro infrarrojo muestra qué frecuencias de luz son absorbidas por una molécula, lo que se observa a través de la transmitancia de radiación.
• 💡 Una transmitancia del 100% indica que no se absorbe luz en esa frecuencia, mientras que un porcentaje menor implica absorción y posible estiramiento de enlace.
• 🔢 El número de onda se relaciona con la frecuencia y la longitud de onda según la ecuación \( \text{número de onda} = \frac{1}{\text{longitud de onda}} \).
• 📏 El número de onda de 500 corresponde a una longitud de onda de 0.002 cm, y se relaciona con la frecuencia mediante la velocidad de la luz.
• ⏲ La frecuencia se calcula multiplicando el número de onda por la velocidad de la luz, dando una frecuencia de \( 1.5 \times 10^{13} \) Hz para un número de onda de 500.
• 📉 El espectro infrarrojo se divide en dos regiones: la región de diagnóstico (izquierda) y la huella dactilar (derecha).
• 🔎 La región de diagnóstico es útil para detectar grupos funcionales específicos y para conocer la estructura de la molécula.
• 👁️‍🗨️ La huella dactilar es única para cada molécula y es utilizada para identificar compuestos desconocidos.

Q & A

¿Qué sucede cuando una molécula absorbe luz infrarroja?

Cuando una molécula absorbe luz infrarroja, puede ocurrir que un enlace dentro de la molécula se estire. Esto se debe a que la energía absorbida provoca una vibración de estiramiento en el enlace.

¿A qué se refiere el término 'vibración de estiramiento' en una molécula?

La 'vibración de estiramiento' se refiere al proceso en el que los átomos en un enlace se mueven hacia adentro y hacia afuera, como si estuvieran conectados por un resorte, cuando se aplica energía infrarroja.

¿Cómo se representa la transmitancia en un espectro infrarrojo?

En un espectro infrarrojo, la transmitancia se representa como un porcentaje en el eje y. Un 100% de transmitancia significa que toda la luz fue transmitida sin ser absorbida, mientras que un porcentaje menor indica que parte de la luz fue absorbida por la muestra.

¿Qué representa el número de onda en un espectro infrarrojo?

El número de onda representa la inversa de la longitud de onda de la radiación y está relacionado con la frecuencia. Se mide en cm⁻¹ y se utiliza para identificar las frecuencias en las que una molécula absorbe energía infrarroja.

¿Cómo se relaciona el número de onda con la frecuencia y la longitud de onda?

El número de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda. Además, la frecuencia es directamente proporcional al número de onda y se calcula multiplicando el número de onda por la velocidad de la luz.

¿Qué es la región de diagnóstico en un espectro infrarrojo?

La región de diagnóstico en un espectro infrarrojo es la parte del espectro donde las señales pueden utilizarse para identificar grupos funcionales específicos en una molécula, ya que proporcionan información clara sobre los enlaces presentes.

¿Qué se entiende por la 'región de huella dactilar' en un espectro infrarrojo?

La región de huella dactilar es una parte del espectro infrarrojo que es difícil de interpretar debido a la complejidad de las señales. Sin embargo, es única para cada molécula, por lo que se puede usar para identificar compuestos desconocidos.

¿Cómo podemos identificar un grupo funcional mediante el espectro infrarrojo?

Un grupo funcional se puede identificar mediante las señales en la región de diagnóstico del espectro infrarrojo. Por ejemplo, una señal alrededor de 2100 cm⁻¹ puede indicar la presencia de un triple enlace en la molécula.

¿Qué significa que una señal en el espectro tenga una intensidad o forma particular?

La intensidad y la forma de una señal en el espectro infrarrojo pueden proporcionar información adicional sobre la cantidad de absorción de energía y la naturaleza del enlace que está vibrando.

¿Cómo se calcula la frecuencia a partir del número de onda y la velocidad de la luz?

La frecuencia se calcula multiplicando el número de onda por la velocidad de la luz. Si el número de onda está en cm⁻¹, se multiplica por la velocidad de la luz en centímetros por segundo, aproximadamente 3 x 10¹⁰ cm/s.