ESPECTROSCOPÍA

ORIGEN DEL PROBLEMA

Uno de los problemas básicos del químico, no necesariamente orgánico, es determinar con seguridad la composición de las sustancias que usa. Ya sean como materias primas o como productos de reacciones, las sustancias puras suelen presentarse como mezclas que hay que separar. Una vez purificadas es necesario conocer su composición.

Durante el siglo XIX, antes que existieran las técnicas analíticas actuales basadas en la interacción de las radiaciones electromagnéticas con la materia, el químico orgánico podía determinar la fórmula molecular de una sustancia pura a partir de su composición centesimal. Para ello necesitaba conocer los elementos que la integraban y la masa molecular relativa.

Para determinar la composición centesimal de una sustancia se puede proceder a su combustión y al posterior análisis cuantitativo de los productos obtenidos. Un ejemplo de ello lo tiene en la siguiente animación de Iowa State University






Haga uso de la animación, por ejemplo, para confirmar la fórmula molecular del metano, etano y propano. Una vez domine la técnica proceda a determinar la fórmula molecular del compuesto desconocido.

Durante el siglo XX los descubrimientos acerca de la estructura de la materia y la naturaleza de las radiaciones electromagnéticas, permitieron diseñar técnicas analíticas que se basaban en la interacción de la luz con la materia: espectrofotometría ultravioleta-visible, infrarroja y de resonancia magnética nuclear, además de la espectrometría de masas en la que, en vez de radiación electromagnética, se usan electrones de alta energía.

RADIACIÓN

EFECTO

TÉCNICA ESPECTROSCÓPICA

INFORMACIÓN OBTENIDA

UV-Visible

Transiciones electrónicas entre los orbítales atómicos y moleculares

Espectroscopía ultravioleta-visible

Existencia de cromóforos y/o conjugación en la molécula a partir de las absorciones observadas.

Infrarrojo

Deformación de los enlaces químicos. Vibración molecular

Espectroscopía infrarroja

Grupos funcionales a partir de las absorciones observadas.

Radiofrecuencias

Transiciones de spín electrónico o nuclear en los átomos de la molécula.

Espectroscopía de resonancia magnética nuclear

Grupos funcionales, subestructuras, conectividades, estereoquímica, etc… a partir de datos de desplazamiento químico, áreas de los picos y constantes de acoplamiento observadas.