Espectrometria de Infravermelho

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Espectrometria de Infravermelho

A chamada radiação de infravermelho (IR) corresponde à parte do espectro situada entre as regiões do vísivel e microondas. A porção de maior utilidade para o químico orgânico está situada entre 4000 e 400 cm-1.

Da rápida discussão teórica que se segue, toma-se claro que mesmo uma molécula muito simples pode dar um espectro complexo. O químico aproveita-se desta complexidade quando compara o espectro de uma substância desconhecida ao de um composto padrão. Uma correlação pico a pico é uma exelente evidência para a identidade das amostras. É pouco provável que duas substâncias que não sejam enanteómeras, deêm exactamente o mesmo espectro de infravermelho. Embora o espectro de infravermelho seja característico da molécula como um todo, certos grupos de átomos dão origem a ondas que ocorrem mais ou menos na mesma frequência, indenpendentemente da estrutura da molécula. É justamente a diferença destas bandas características de grupos que permite ao químico a obtenção, através de simples exame do espectro e consulta de tabelas, de informações estruturais úteis, e é nisto que nos baseamos para fazer a identificação das estruturas. Como, por um lado, não dependemos somente do espectro de infravermelho para a identificação dos compostos, a análise detalhada do espectro não será necessária.

A radiação no infravermelho em frequência menor do que aproximadamente 100 cm-1, quando absorvida por uma molécula orgânica converte-se em energia de rotação molecular. O processo de absorção é quntizado e, em consequência, o espectro de rotação das moléculas consiste em uma série de linhas.

A radiação ifravermelha na faixa aproximada de 10 000 a 100 cm-1 quando absorvida, converte-se em energia de vibração molecular. O processo é também quantizado, porém o espectro vibracional costuma aparecer como uma série de bandas ao invés de linhas, porque a cada mudança de nível de enrgia vibracional corresponde a uma série de mudanças de níveis de enrgia rotacional. As linhas sobrepõem-se dando lugar às bandas observadas. São estas bandas de vibração – rotação, particularmente as que ocorrem entre 4000 e 400 cm-1, que utilizamos. A frequência ou o  comprimento de onda de uma absorção depende das massas relativas dos átomos, das constantes de força das ligações e da geometria dos átomos.

Espectrometria de Infravermelho

As posições das bandas no espectro de infravermelho são apresentadas em número de onda (n), cuja unidade é o centimetro inverso (cm-1). Esta unidade é proporcional à energia de vibração e os instrumentos modernos são lineares em número de ondas. O comprimento de onda (l), em micrometros ( 1 mm = 10-6m). Os números de onda são o inverso dos comprimentos de onda . (cm-1 = 104/mm)

É comum confundir números de onda com frquências, o que não é rigorasamente correcto, uma vez que o número de onda (n) é 1/l e a frequência é c/l; e é a velocidade da luz (3*1010cm/s). A maior parte dos nossos espectros são lineares em número de ondas (cm-1), com expção de uns poucos, lineares em micrometros.

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