ESPECTROSCOPÍA

PRINCIPIOS BÁSICOS

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Las ondas electromagnéticas se producen por la oscilación de las cargas eléctricas y consisten básicamente en un campo eléctrico y otro magnético ortogonales que se propagan por el espacio. Las OEM, como cualquier otro tipo de ondas, se caracterizan por su longitud de onda (λ), su frecuencia (f) y su velocidad de propagación c (“velocidad de la luz”).

Todas las OEM se propagan en el vacío con la misma velocidad (c=300.000 Km/s), conocida como velocidad de la luz.

Las OEM se diferencian entre sí en base a la longitud de onda o la frecuencia, ya que ambos parámetros están relacionados entre sí:

c = λ · f

si la longitud de onda de una OEM es grande (ondas de radio), su frecuencia es pequeña

si la longitud de onda de una OEM es pequeña (rayos X), su frecuencia es grande

La energía que transporta una OEM es proporcional a su frecuencia: E = h · f



ESPECTRO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

ESPECTRO DE OEM EN LAS PROXIMIDADES DEL VISIBLE

Históricamente las distintas regiones del espectro de OEM se han denominado con nombres característicos:

(máxima frecuencia) Rayos γ – Rayos X – Ultravioleta – Visible – Infrarrojo – Microondas – Ondas de radio (mínima frecuencia)


El análisis espectroscópico consiste básicamente en aplicar OEM a la muestra problema y analizar los cambios producidos en las ondas como resultado de su interacción con la materia.

Dependiendo del tipo de radiación (ultravioleta, infrarroja, ...) los efectos provocados en las moléculas son más o menos intensos, obteniéndose diferentes informaciones que pueden ser utilizadas para determinar las características de las moléculas presentes en la sustancia problema.

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.

Además de estas técnicas espectroscópicas existen otras basadas en ondas electromagnéticas de otras regiones del espectro (rayos X, microondas). La espectrometría de masas no es una técnica espectroscópica ya que no está basada en la interacción de OEM sobre la materia, sin embargo es útil para obtener la fórmula molecular y las subestructuras presentes en las moléculas a partir del análisis de los fregmentos obtenidos al bombardear con electrones la sustancia objeto de análisis.

El aparato usado es el espectrofotómetro. A continuación se presenta un esquema de uno que funciona en el UV

El haz de luz se hace pasar por una cubeta de referencia (blanco) y por otra que contiene la muestra problema. La comparación de las intensidades de la luz transmitida (Io , I) en ambos casos proporciona información