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Ver la versión completa : ESPECTROSCOPIA DE ALDEHIDOS Y CETONAS



gata_quimica
05/12/2003, 00:35
ALGUIEN PODRIA AYUDARME CON ESPECTROSCOPIA DE ALDEHIDOS Y CETONAS???....
ME HAN DEJADO UN TRABAJO...Y NO SOLO DEBO PRESENTAR TEORIA...SINO EJEMPLOS...DE POR DECIR UN ALDEHIDO...POR EJEMPLO PUES...BUTANAL..Y D ESE COMPUESTO TENER SU GRAFICO DE ESPECTROSCOPIA...CON SUS RESPECTIVAS INDICACIONES....Y ENCIMA QUIEREN Q EL TRABAJO SEA ANTES DEL 15 D ESTE MES...Y CON EJERCICIOS DIFICILES.....ESPERO ME AYUDENNNNN¡¡¡¡

KARLA T.

Tonino
09/12/2003, 11:55
Ciertamente dificil la tarea. Por los momentos conseúí esto que a lo mejor te orienta.
PRACTICA I

TALLER DE ESPECTROSCOPIA



I. OBJETIVOS

a) Conocer los principios fundamentales que rigen la interacción energía-materia (radiación electromagnética-moléculas) en uno de los métodos espectroscópicos más comunes en Quimíca Orgánica: Infrarrojo (I.R.).

b)Comprender la información contenida en los espectros correspondientes, a fin de identificar los grupos funcionales más comunes.

c)Manejar las tablas de absorción correspondientes a fin de resolver ejemplos sencillos de elucidación estructural de algunos compuestos orgánicos.

II. MATERIAL

Colección de espectros de Infrarrojo.

III. INFORMACION

La espectroscopía es el estudio de la interacción de la radiación con la materia. La radiación electromagnética es una amplia gama de diferentes contenidos energéticos y comprende valores que van desde los rayos cósmicos (1014 cal/mol) hasta la radiofrecuencia (10-6 cal/mol).

Toda onda electromagnética está constituida por un onda eléctrica y una onda magnética. Cada onda electromagnética posee un valor de energía (E), así como de frecuencia (n ), longitud de onda ( l ) y un número de ondas ( u ); los que se relacionan entre sí a través de las siguientes expresiones:

E= h n n =c/l E= h(c/ l ) u =1/ l ( en cm)

Por otro lado, la energía total de un sistema molecular está dada por:

ET = Etrans + Erot + Evibr + Eelectr

Donde:

Etrans= Energía de translación, que es la energía cinética que posee una molécula debido a su movimiento de translación en el espacio.

Erot= Energía de rotación , que es la energía cinética que posee debido a la rotación alrededor de sus ejes que convergen en su centro de masa.

Evibr= Energía de vibración, que es la energía potencial y la energía cinética que posee debido al movimiento vibracional de sus enlaces.

Eelectr= Energía electrónica, que es la energía potencial y energía cinética de sus electrones.

ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO

Es una técnica analítica instrumental que permite conocer los principales grupos funcionales de la estructura molecular de un compuesto.

Esta información se obtiene a partir del espectro de absorción de dicho compuesto al haberlo sometido a la acción de la radiación infrarroja en el espectrofotómetro.

La región del espectro IR normal queda comprendida entre 2.5m a 15m , medido en unidades de longitud de onda, que corresponde a 4000 cm-1 y 666 cm-1 respectivamente si se expresa en número de onda.

Características de un espectro.- El espectro de infrarrojo de un compuesto es una representación gráfica de los valores de onda (m ) o de frecuencia (cm-1) ante los valores de % de transmitancia (%T).

La absorción de radiación IR por un compuesto a una longitud de onda dada, origina un descenso en el % T, lo que se pone de manifiesto en el espectro en forma de un pico o banda de absorción.

VIBRACION MOLECULAR

Las moléculas poseen movimiento vibracional continuo. Las vibraciones suceden a valores cuantizados de energía.

Las frecuencias de vibración de los diferentes enlaces en una molécula dependen de la masa de los átomos involucrados y de la fuerza de unión entre ellos.

En términos generales las vibraciones pueden ser de dos tipos: stretching (estiramiento) y bending (flexión).

Las vibraciones stretching son aquellas en las que los átomos de un enlace oscilan alargando y acortando la distancia del mismo sin modificar el eje ni el ángulo de enlace.

Las vibraciones bending son aquellas que modifican continuamete el ángulo de enlace.

ABSORCION DE ENERGIA

Para que sea posible la absorción de energía infrarroja por parte de una sustancia, es necesario que la energía que incide sobre ella, sea del mismo valor que la energía de vibración que poseen las moléculas de esa sustancia. Ya que en una molécula existen diferentes átomos que forman distintos enlaces, en el espectro de infrarrojo aparecerán bandas de absorción a distintos valores de frecuencia y de longitud de onda. La región situada ente 1400 y 4000 cm-1, es de especial utilidad para la identificación de grupos funcionales.

Las absorciónes que aparecen en esta zona, proceden fundamentalmente de las vibraciones de estiramiento.

La zona situada a la derecha de 1400 cm-1, es por lo general, compleja, debido a que en ella aparecen vibraciones de alargamiento como de flexión. Cada compuesto tiene una absorción característica en esta región, esta parte del especto se denomina como la región de las huellas dactilares.

ABSORCIONES DE GRUPOS FUNCIONALES EN EL I.R.

HIDROCARBUROS

La absorción por alargamiento (stretching) carbono-hidrógeno (C-H), está relacionada a la hibridación del carbono.

Csp3 _______ H (-CH,alcanos) : 2800-3000 cm-1

Csp2 _______ H (=CH,alquenos) : 3000-3300 cm-1

Csp2 _______ H (=CH,aromático) : 3030 cm-1

Csp _______ H (=CH,alquinos) : 3300 cm-1

ALCANOS

C-H Vibración de alargamiento 3000 cm-1 (3.33m )

a) En alcanos la absorción ocurre a la derecha de 3000 cm-1.

b) Si un compuesto tiene hidrógenos vinílicos, aromáticos o acetilénicos, la absorción del -CH es a la izquierda de 3000 cm-1 CH2 Los metilenos tienen una absorción característica de 1450-1485 cm-1 (flexión). La banda de 720 cm-1 se presenta cuando hay más de 4 metilenos juntos.

CH3 Los metilos tienen una absorción característica de 1375-1380 cm-1.

La banda de 1380 cm-1, característica de metilos se dobletea cuando hay isopropilos o terbutilos, apareciendo también:

1380 doble 1170 cm-1 1145 cm-1

1380 doble 1255 cm-1 1210 cm-1
Espectro del heptano mostrando las vibraciones de tensión

ALQUENOS

=C-H Vibración de alargamiento (stretching), ocurre a 3000-3300 cm-1.

C=C Vibración de alargamiento (stretching), en la región de 1600-1675 cm-1, a menudo son bandas débiles.


=C-H Vibración de flexión (bending) fuera del plano en la región de 1000-650 cm-1 (10 a 15m ).

Espectro de (Z)-2-Octeno

Espectro de (E)-2-Octeno

Espectro de 1-Octeno

ALQUINOS

º C-H Vibración de alargamiento ocurre a 3300 cm-1.

Cº C Vibración de alargamiento cerca de 2150 cm-1.

La conjugación desplaza el alargamiento C-C a la derecha.

Espectro del 1-decino

Espectro del 3-decino



AROMATICOS

=C-H La absorción por alargamiento es a la izquierda de 3000 cm-1, (3.33m ).

C-H Flexión fuera del plano en la región de 690-900 cm-1 (11.0 - 14.5m ), este tipo de absorción permite determinar el tipo de sustitución en el anillo. Ver tabla.

C=C Existen absorciones que ocurren en pares a 1600 cm-1 y 1450 cm-1 y son características de anillo aromático.

Espectro infrarrojo del tolueno

ALCOHOLES

-OH Vibración de alargamiento, para un alcohol asociado la característica es una banda intensa y ancha en la región de 3000-3700 cm-1. Un alcohol monómero de una banda aguda en 3610-3640 cm-1

C-O Vibración de alargamiento localizada en 1000-1200 cm-1.

C-OH Flexión en el plano en 1200-1500 cm-1.

C-OH Flexión fuera del plano en 250-650 cm-1

Espectro infrarrojo del alcohol sec-butílico.

AMINAS

N-H Bandas de alargamiento en la zona de 3300-3500 cm-1.

Las aminas primarias tienen dos bandas.

Las aminas secundarias tienen una banda, a menudo débil.

Las aminas terciarias no tienen banda de alargamiento N-H.

C-N La banda de alargamiento es débil y ocurre en la zona de 1000-1350 cm-1.

N-H Banda de flexión (tijera) ocurre en la zona de 1640-1560 cm-1, banda ancha.

N-H Banda de flexión fuera del plano, observable en la zona de 650-900 cm-1.

Espectro infrarrojo de ter-butilamina.



COMPUESTOS CARBONILICOS

Los aldehídos, las cetonas, los ácidos carboxílicos y sus derivados dan la banda del carbonilo, este grupo es uno de los que absorben fuertemente en la región del infrarrojo en la zona de 1850-1650 cm-1.

Vibraciones de alargamiento de compuestos carbonílicos.

Posición de la absorción


--------------------------------------------------------------------------------
Tipo de compuesto cm-1 m m

Aldehído
RCHO
1720-1740
5.75-5.80

Cetona
RCOR
1705-1750
5.70-5.87

Acido Carboxílico
RCOOH
1700-1725
5.80-5.88

Ester RCOOR 1735-1750 5.71-5.76

R= grupo saturado y alifático



ALDEHIDOS

C=O Banda de alargamiento en 1725 cm-1. La conjugación mueve la absorción a la derecha.

C-H Banda de alargamiento del hidrógeno aldehídico en 2750 cm-1 y 2850 cm-1.

Espectro infrarrojo del butiraldehido

CETONAS

C=O Banda de alargamiento aproximadamente a 1715 cm-1. La conjugación mueve la absorción a la derecha.

Espectro infrarrojo de la butanona

ACIDOS

O-H Banda de estiramiento, gereralmente muy ancha (debido a la asociación por puente de hidrógeno) en la zona de 3000- 2500 cm-1, a menudo interfiere con la absorción del C-H.

C=O Banda de estiramiento, ancha, en la zona de 1730-1700 cm-1.

C-O Banda de estiramiento, fuerte, en la zona de 1320-1210 cm-1.

Espectro infrarrojo de ácido propiónico

ESTERES

C=O Banda de estiramiento cercana a 1735 cm-1

C-O Banda de estiramiento, aparecen 2 bandas o más, una más fuerte que las otras, en la zona de 1300-1000 cm-1.

Espectro infrarrojo de acetato de metilo



IV PROCEDIMIENTO

En la serie de espectros de infrarrojo que se presentan al final de cada prácticaseñale las bandas de absorción característica que le darán la pauta para identificar un compuesto, señale además el tipo de vibración que corresponde a la banda.

V. ANTECEDENTES.

Estructura molecular de alcanos, alquenos, alquinos, aromáticos, alcoholes, aldehídos, cetonas, aminas, ácidos carboxílicos y ésteres.

VI.CUESTIONARIO

1) ¿Cuáles son las principales bandas de absorción para un alcano en un espectro de IR?

2) ¿Cómo distingue un isopropilo de un terbutilo en un espectro de IR ?

3) ¿Cuándo un alcano tiene mas de 4 metilenos en linea, ¿cómo se le distingue en un espectro de IR?

4) ¿Cómo distingue un alcano, un alqueno y un alquino en un espectro de IR?

5) ¿Como distingue un aldehído de una cetona en un espectro de IR ?

6) ¿Qué vibraciones características presenta un ácido carboxílico para localizarlo en un espectro de IR?

7) ¿Qué bandas le dan la pauta para diferenciar un éster de una cetona, a qué vibración corresponde?

8) ¿Cómo distingue una amina primaria de una secundaria en un espectro de IR ?

VII BIBLIOGRAFIA

a) Fessenden R.J., Fessenden J.S.

Química Orgánica

2a edición.

Grupo Ed. Iberoamérica.

México (1982).



b) Solomons TWG

Química Orgánica

1a ed.

Editorial Limusa, SA.

México (1979).



c) Morrison RT and Boy RN

Química Orgánica

2a ed. Español

Fondo Educativo

Interamericano.

México (1985).



d) Dyer, John R.

Application of

Absortion Spectroscopy of Organic

Compunds.

Prentice-Hall

Inc, Englewood Cliffe, N.J.

(1965).



e) Nakanishi K, Solomon P.H.

Infrared Absorption Spectroscopy

2nd Ed.

Holden-Day Inc.

Tonino
09/12/2003, 12:05
Encontré estas direcciones que a lo mejor te sirven:http://www.cyber.rdg.ac.uk/ISP/infrared/library/technical_data/absorption_theory/page02.htm

http://flux.aps.org/meetings/YR97/BAPSMAR97/abs/G1520001.html
http://americium.acs.org/Scripts/program_2.pdf