Introducción a la espectroscopia infrarroja

si hacemos incidir luz infrarroja sobre una molécula es posible que la molécula absorba esa energía y eso puede provocar que un enlace se estire a eso se le conoce como vibración de estiramiento aunque existen otros tipos por ahora solo nos enfocaremos en el estiramiento la vibración de estiramiento de un enlace es como la oscilación de un resorte imaginemos que este enlace entre el carbono y el hidrógeno es un resorte este es nuestro resorte de un lado tenemos al carbono y del otro tenemos al hidrógeno entonces tenemos un resorte con una masa en cada extremo y si aplicamos energía podemos estirar el resorte es decir que podemos jalar el carbono hacia este lado y el hidrógeno hacia este si estiramos el resorte pero sabemos que los resortes también se contraen así que el resorte puede regresarse en esta dirección y así obtenemos una oscilación es decir la vibración de estiramiento de un enlace echemos un vistazo al espectro infrarrojo para esta molécula estamos hablando del 1 oct y no si hacemos pasar radiación infrarroja a través de una muestra de este compuesto una parte es absorbida y podemos saber qué frecuencias fueron absorbidas si analizamos el espectro infrarrojo aquí tenemos algunos números como 3000 o 4000 que representan las frecuencias luminosas y de este lado tenemos el porcentaje de la radiación transmitida también conocida como transmitancia por ejemplo si tenemos el 100% de transmitancia y tenemos esta frecuencia luminosa si subimos en el espectro hasta llegar al 100% el 100% de la transmitancia significa que toda la luz o radiación fue transmitida a través de la muestra y si toda la luz fue transmitida entonces nada fue absorbido así que esta frecuencia en particular no fue absorbida por el compuesto pero si hablamos de un porcentaje menor al 100% de la transmitancia por ejemplo en esta frecuencia aparece una señal y significa que no toda la luz fue transmitida no tenemos el 100% de transmitancia así que un poco de esta energía a esta frecuencia fue absorbida por la molécula y eso puede provocar un estiramiento de enlace hay vibración de estiramiento esta señal corresponde al enlace que les mencionaba entonces esta señal indica el estiramiento de este enlace ahora ya hablamos del porcentaje de transmitancia pero hablemos del número de onda a estos números les he llamado frecuencias luminosas pero veamos cómo es que el número de onda se relaciona con la frecuencia y la longitud de onda el número de onda es igual a 1 entre la longitud de onda dada en centímetros por ejemplo si tenemos una longitud de onda igual a 0.00 dos centímetros cuál es el número de onda usemos la calculadora tenemos uno entre 0.002 esto es igual a 500 el número de onda es igual a 500 y está dado en uno en tres centímetros que también lo podemos escribir como centímetros a la menos uno este es el número de onda si regresamos al espectro podemos ver que el número de onda igual a 500 corresponde a una longitud de onda en particular y esto se relaciona con la frecuencia porque recordemos que la longitud de onda por la frecuencia lambda por nu es igual a la velocidad de la luz ce y si despejamos la frecuencia no es igual a la velocidad de la luz entre la longitud de onda y esto es igual a 1 entre lambda por la velocidad de la luz pero ya dijimos que uno entre lambda es igual al número de onda así que la frecuencia es igual al número de onda por la velocidad de la luz hagamos este cálculo tomando esta longitud de onda que nos dio este número de onda vamos a sustituirlo aquí y veamos que obtenemos el número de onda es 500 dado en 1 / centímetros por la velocidad de la luz que en centímetros es aproximadamente igual a 3 por 10 a la 10 centímetros entre segundos y observen que los centímetros se cancelan usemos la calculadora tenemos el número de onda y lo multiplicamos por la velocidad de la luz en centímetros es decir 3 por 10 a la 10 esto es igual a 1.5 por 10 a la 13 la frecuencia es igual a 1.5 por 10 a la 13 y las unidades nos quedan como 1 / segundo o lo podemos expresar como hartz entonces el número de onda es la inversa de la longitud de onda y con eso también podemos obtener la frecuencia voy a reescribir lo rápidamente la frecuencia es igual al número de onda por la velocidad de la luz por lo tanto el número de onda es igual a la frecuencia entre la velocidad de la luz esta es la ecuación que usaremos en los siguientes vídeos entonces la frecuencia es directamente proporcional al número de onda regresemos a nuestro espectro en el eje x tenemos el número de onda que también puede ser la frecuencia pueden llamarle como más les guste mientras entiendan lo que es pero analicemos con más detalle el espectro infrarrojo dibujaré una línea en el número de onda igual a 1500 para dividir el espectro en dos regiones la región de la izquierda se conoce como región de diagnóstico esta es la región de diagnóstico se le llama así porque las señales que aparecen en esta región pueden servir como diagnóstico para detectar un cierto grupo funcional por ejemplo esta señal que se encuentra aproximadamente en un número de onda igual a 2100 corresponde al triple enlace así que esto nos dice que hay un grupo funcional presente en este caso por eso se dice que es un diagnóstico además nos ayuda a conocer la estructura de la molécula así que en un espectro y rr podemos identificar la presencia de diferentes grupos funcionales ahora la región del lado derecho se conoce como huella dactilar es muy difícil interpretar esta región porque no es tan fácil identificar las diferentes señales sin embargo esta región es única para cada molécula por eso se dice que es como una huella dactilar así que cuando tenemos un compuesto desconocido pero tenemos el espectro y r podemos analizar esta región que lo identifica cada una de estas líneas son únicas para cada molécula entonces tenemos la región de diagnóstico y la huella dactilar no entraremos mucho en la región de huella dactilar pero nos enfocaremos en la región de diagnóstico y analizaremos las señales cada señal aparece en un número de onda específico por lo que la localización de la señal es muy importante para este vídeo cambie un poco los espacios del número de onda pero no hay problema igualmente dibuje a mano el espectro así que no está perfecto pero la idea es que no se preocupen tanto por la escala lo importante son las señales como por ejemplo esta señal que se encuentra aproximadamente en un número de onda igual a 2100 también tendremos que tomar en cuenta la intensidad y la forma de la señal hablaremos más sobre eso en los siguientes vídeos en el siguiente vídeo desarrollaremos un poco más light hace que los enlaces son como resortes y hablaremos un poco de física clásica