Parte do espectro electromagnético da luz

Parte do espectro electromagnParte do espectro electromagnéético da luztico da luz

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Tipo de transições observadas

Electrónicas Vibracionais

Rotacionais

Spin nuclear(Res.Mag.Nuclear)

U.V. I.V. R.M.N.Visível

A absorção de luz na zona dos infravermelhos efectua transições nos estados vibracionais e rotacionais de grupos de átomos numa molécula. Devido a absorções características este tipo de espectroscopia permite:

• Identificação de grupos funcionais

Espectroscopia de InfravermelhoEspectroscopia de Infravermelho

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EspectrofotEspectrofotóómetro de Inframetro de Infra--VermelhosVermelhos

3

Um espectro de IVUm espectro de IV

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É um espectro de absorção. Para cada banda há 3 parâmetros importantes: a) Número de onda (cm-1) de absorção; b) Intensidade de absorção; c) Tipo de banda

MAIOR Absorção

MENOR Absorção

Aumento de energia da radiaçãoAumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação

> T; 100%

< T ; 0%100%

0%

Número de onda (cm-1)>n.d.o. <n.d.o.

T=Transmitância

4000 cm-1 500 cm-1

InterpretaInterpretaçção bão báásica de um espectro de IVsica de um espectro de IV

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Há 4 zonas básicas num espectro de IV

Ligações a hidrogénio

Aumento de energia da radiaçãoAumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação

4000 2800

Ligações triplas

2000 1500 1000

Ligações duplas

Ligações simples

O H

N HC H

C C

C N

C C

C OC OC FC Cl

cm-1

C N

InterpretaInterpretaçção bão báásica de um espectro de IVsica de um espectro de IV

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Aumento de energia da radiaçãoAumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação

Região das ligaRegião das ligaçções a hidrogões a hidrogéénio (4000nio (4000--2900 cm2900 cm--11))

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Ligação Absorção IV (cm-1)

C—H 2900-3300

N—H 3200-3500

O—H 3200-3600

Absorção característica devido ao estiramento da

ligação

• Permite distinguir Csp3-H/Csp2-H/Csp-H• Diversas bandas presentes (exceptono caso de Csp-H)

• Afiladas, fraca (f) a média (m) intensidade

• Formato e localização variável consoante a associação

• Permite distinguir aminas 1ªs de 2ªs• Intensidade: m a F (forte)

• Normalmente é uma banda larga• Intensidade : F (forte)• Quando não há ligação por ponte de H aparece na forma de um pico afilado a ca. 3600cm-1

Intervalos onde podem aparecer uma ou mais bandas

com intensidade variável

GrGrááfico resumo das absorfico resumo das absorçções na zona 4000ões na zona 4000--3000cm3000cm--11

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Estiramento CEstiramento Csp3sp3--H (Alquilo)H (Alquilo)

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Str. Csp3-H 3000-2840cm-1 (sempre inferior a 3000cm-1!!)

Estiramento CEstiramento Csp2sp2--H (Arilo)H (Arilo)

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Str. Csp2-H 3100-3000cm-1 (sempre SUPERIOR a 3000cm-1!!)

Banda str. C=C 1690-1635cm-1

Estiramento CEstiramento Csp2sp2--H (Alceno)H (Alceno)

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1-hexene

sp2 C—H str. sp3 C—H str. C=Cstr.

C—H bend.

ciscis--22--PentenoPenteno

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sp2 C—H str.sp3 C—H str.

C=C str.

C—H bend.

transtrans--22--PentenoPenteno

13

sp2 C—H str. sp3 C—H str.

C=C str.(fraca)

C—H bend.

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Str. Csp-H 3340-3250 cm-1 (afilada)

Banda str. 2100-2200 cm-1 (Ajuda a distinguir um Csp-H de um NH)

Estiramento CEstiramento Cspsp--H (Alcino)H (Alcino)

C C

Estiramento NEstiramento N——H (H (Aminas)Aminas)

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N-Metilanilina

N—H str.

sp2 C—H str.sp3 C—H str.

N—H bend.C=C str.

C—N str.

15101606

2820-29853000-3100

3416 1320

Estiramento NEstiramento N——H (H (Aminas)Aminas)

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Antisym. str.3429

Sym. str. 3354

H HN

R

H HN

R

N—H bend.C=C str.15001600-1620

C—N str.1277

Estiramento OEstiramento O——HH

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O—H str.

sp2 C—H str. C—O str.C=C str.C—H bend.

Fenol

O—H str.sp3 C—H str.

OH

1-Hexanol

sp3 C—H bend.C—O str.

OH com pontes de H → Banda larga

Estiramento OEstiramento O——HH

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O—H str.

Acido benzóico

C=O str. C—O str.

Estiramento OEstiramento O——HH

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OH sem pontes de H → Banda afilada

O—H str.sp3 C—H str.

C=C str.

C—O str.

sp2 C—H str.

Estiramento OEstiramento O——HH

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Há 3 absorções importantes nesta zona, relativas a estiramento de duplas ligações: as do grupo carbonilo (C=O), dos alcenos (C=C) e do grupo nitro (NO2). Todos os grupos dão origem a bandas de absorção afiladas:• C=O – Uma banda de forte absorção entre 1500 e 1900 cm-1

• C=C – Uma banda de fraca absorção a ca. 1640 cm-1

• NO2 – Duas bandas de forte absorção, uma a ca. 1550 e outra a ca. de 1350 cm-1

A absorção na zona do IV é fortemente dependente da polaridade das ligações envolvidas - maior polaridade conduz a maior absorção. De entre as 3 ligações duplas, obviamente a C=C é a menos polar sendo a que absorve menos no IV.A frequência do estiramento do grupo C=O é bastante variável e depende muito dos substituintes do grupo carbonilo.

GrGrááfico resumo das absorfico resumo das absorçções na zona das duplas ões na zona das duplas ligaligaççõesões

22

Estiramento do grupo C=OEstiramento do grupo C=O

23

1850 – 1650 cm-1 Absorção muito intensa devido ao grande momento dipolar do grupo C=O

Se não há forte absorção nesta zona → A molécula não tem grupo C=O

A posição da banda permite identificar o grupo funcional

O

O

O

Cl

O O

O

O O

OR

O

H

O O

OH

O

NR2

ANIDRIDO(banda 1)

ANIDRIDO(banda 2)

ÉSTERALDEÍDO

CETONAÁCIDO

AMIDACLORETO DE ÁCIDO

1810 1800 1760 1735 1725 1715 1710 1690(cm-1)

Valores “normais” médios para os diversos grupos funcionais.ATENÇÃO: A presença de outros grupos pode deslocar as bandas

O

NR2

O

NR2

O

NR2

Estiramento do grupo C=OEstiramento do grupo C=O

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ÉSTER AMIDA

1735cm-1 1690cm-1

A frequência de vibração reflecte a força da ligação C=O e a estabilidade do 1º contributor de ressonância, ou seja, o peso deste na descrição da ligação

2º contributor estabilizado → ligação C=O mais fraca → banda a < n.d.onda2º contributor instabilizado → ligação C=O mais forte → banda a > n.d.onda

Do mesmo modo, a existência de conjugação com o grupo C=O normalmente baixa frequência de vibração 25 a 40 cm-1

1850 – 1650 cm-1

O OEXISTE UM CONTRIBUTOR DE

RESSONÂNCIA ADICIONAL

O

O O ESTABILIZADO POR SUBSTITUINTES DOADORES

INSTABILIZADO POR SUBSTITUINTES ATRACTORES

O

OR

O

OR>

1º 2º

44--MetilMetil--22--pentanona (Isobutil metil cetona)pentanona (Isobutil metil cetona)

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sp3 C—H str.

C=O str.

C—H bend.

C=O bend.

1716

AcetofenonaAcetofenona

26

sp2 C—H str.

C=O str.

C=O bend.

sp3 C—H str.

1686

C=C str.

44--MetilMetil--33--pentenpenten--22--one (one (ÓÓxido de Mesitilo)xido de Mesitilo)

27

C=O str.

sp3 C—H str.

1690

C=C str.1620

Propionaldeido (Propanal)Propionaldeido (Propanal)

28

1730C=O str.

sp3 C—H str.

C—H str. aldeído

AcrilaldeAcrilaldeíído (2do (2--Propenal)Propenal)

29

1696C=O str.

sp3 C—H str.

C—H str. aldeído

C=C str.

BenzaldeBenzaldeíídodo

30

1703C=O str.

sp2 C—H str.

C—H str. aldeído

C=Car. str.

ÁÁcido isobutcido isobutíírico (rico (ÁÁcido 2cido 2--metilpropimetilpropióónico)nico)

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1707C=O str.

sp3 C—H str.

O—H str.

C—O str.

O—H bend.

Butirato de etilo Butirato de etilo

32

sp3 C—H str.1739

C=O str.

C—O str.

Resumo das absorResumo das absorçções importantes abaixo de 1500cmões importantes abaixo de 1500cm--11

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Freq. (cm-1) Intensidade Grupo Comentários1440-1470 Média CH2 Deformação

~1380 Média CH3 Deformação~1350 Forte NO2 Sim. N=O str.

1250-1300 Forte P=O Estiramento1310-1350 Forte SO2 Estir. Antissimétrico

1120-1160 Forte SO2 Estir. Simétrico~1100 Forte C—O Estiramento

950-1000 Forte C=CH Deformação de alceno trans

~690 e ~750 Forte Ar—H 5CH adjacentes Deformação

~750 Forte Ar—H 4CH adjacentes Deformação

~700 Forte C—Cl Estiramento