Presentación espectroscopía 2

El Hombre con talento y con empeño es un rey El Hombre con talento y sin empeño es un pordiosero. Y El hombre sin talento y con empeño es un príncipe

NO ENSEÑEIS A VUESTROS HIJOS A ADMIRAR A ESAS FIGURAS

LLENAS DE FAMA Y BAÑADAS DE LUZ  

SINO A LOS CIENTÍFICOS Y PENSADORES QUE EN LAS SOMBRAS DEL ANONIMATOQUE HACEN MÁS LLEVADERA LA VIDA

 ASÍ LOS FARMACÉUTICOS

EN LAS SOMBRAS DEL ANONIMATOCON SUS POCIMAS MILAGROSAS

LLAMADAS MEDICAMENTOSCOMBATEN LAS INFECCIONES Y CALMAN

EL DOLOR

N

OH N

CH2

OMe

ESPECTROSCOPIA Estudio de los espectros.

Se fundamenta en que cada elemento químico tiene su espectro característico

Espectros característicos

Cada elemento químico tiene un espectro característico, es decir, una distribución determinada de la radiación electromagnética. Ese espectro particular permite identificar la composición de una sustancia desconocida; esta técnica se llama espectroscopia. Los espectros de emisión, como los ejemplos que se muestran, están formados por varias líneas de longitud de onda determinada separadas por zonas oscuras. Las líneas indican la estructura molecular, y corresponden a transiciones de los átomos entre estados de energía definidos.

Hipótesis de Plank. Cuantización de la energía

El estudio de estas rayas espectrales permitió relacionar la emisión de radiaciones de determinada “f“ con cambios energéticos asociados a saltos electrónicos. Así Plank supuso que la energía estaba cuantizada.

Un “cuanto” corresponde a la energía emitida o absorbida por un átomo.

Ε= h ×ν

RADIACIÓN ELECTROMAGNETICA

DUALIDAD DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA.El físico francés Louis Victor de Broglie sugirió

en 1924 que, puesto que las ondas electromagnéticas muestran algunas características corpusculares, las partículas también deberían presentar en algunos casos propiedades ondulatorias

Radiación Electromagnética ( REM)

Longitud de Onda .

Distancia existente entre dos crestas o dos valles de una onda.Se suele representar con la letra grieta λ.

λ. = c / f

Número de onda

se define como el inverso de la longitud de onda:

σ = 1/λ

Frecuencia es una medida para indicar el número de

repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo.

En el caso especial de ondas electromagnéticas en el vacío, se tiene que v = c, siendo c la velocidad de la luz en el vacío, y por tanto se tiene:

ν= c/λ Hz = 1/seg

Parametros ondulatoriosLongitud de onda. Frecuencia = c/ Número de onda. = 1/

Tabla de conversiones.1 (m)= 10-6m = 10-4 cm.= 10-3 nm = 103m1 m(nm) = 10-7 cm= 10-6 mm = 10Å1Å = 10-8 cm = 10-4 m = 10-1 m (nm)

ProblemaCalcular la frecuencia y el número

de onda de un haz de rayos γ con una longitud de onda de 32.4 Å

Reflección

tramitancia

refracción

Reflexión: tiene lugar cuando una onda choca con la

superficie de un medio que no puede ni absorberla ni transmitirla. Se cumple que el ángulo de incidencia y de reflexión son idénticos.

Refracción: es el cambio de dirección que experimenta

una onda al pasar de un medio a otro. Se debe a la diferencia en la velocidad de propagación de la onda en ambos medios. Cada medio está caracterizado por un índice de refracción.

Tramitancia

RADIACION EFECTO

Rayos X y cósmicos

Ionizaciones de las moléculas

UV-Visible Transiciones electrónicas entre los orbítales atómicos y moleculares

Infrarrojo Deformación de los enlaces químicos

Microondas Rotaciones de los enlaces químicos

Radiofrecuencias Transiciones de spín electrónico o nuclear en los átomos de la molécula.

TÉCNICA ESPECTROSCÓPICA

INFORMACIÓN OBTENIDA

Rayos X Estructura total de la molécula incluida la estereoquímica de la misma a partir de las posiciones relativas de los átomos.

Ultravioleta-Visible Existencia de cromóforos y/o conjugación en la molécula a partir de las absorciones observadas.

Infrarrojo Grupos funcionales a partir de las absorciones observadas.

Espectrometría de masas (*)

Formula molecular y subestructuras a partir de los iones observados.

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.

Tipos de energía asociada a la absorción Energía de Rotación: energía asociada al movimiento o

giro de rotación de una molécula Energía Electrónica: energía asociada a la posición media

de los de valencia con respecto al núcleo. Energía vibracional: Energía asociada a las oscilaciones

periódicas y vibraciones de los átomos Energía Nuclear: Es la energía asociada a la disposición

de las partículas en los núcleos. Energía de Orientación de Spines: energía asociada a los

espines electrónicos o nucleares respecto a un campo magnético.

Rayos gamma

Atómica Rayos X UV- Vis

ESPECTROSCOPIA IR-Raman

Molecular Micro-ondas

RMN

Espectros atómicos.espectro de emisión

Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones en

determinadas longitudes de onda. Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas

espectro de absorción.

Si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo

Espectros de emisión y espectros de absorción: Cuando un elemento irradia energía no lo

hace en todas las longitudes de onda. Solamente en aquellas de las que está “provisto”. Esas longitudes de onda sirven para caracterizar, por tanto, a cada elemento. También ocurre que cuando un elemento recibe energía no absorbe todas las longitudes de onda, sino solo aquellas de las que es capaz de “proveerse”. Coinciden por tanto, las bandas del espectro en las que emite radiación con los huecos o líneas negras del espectro de absorción de la radiación, como si un espectro fuera el negativo del otro.

Espectros de emisión y espectros de absorción:

Espectros de emisión y espectros de absorción

Los espectrómetros son instrumentos que generan, analizan y registran espectros. Aquí se ilustra el uso de un espectrómetro de absorción para determinar el espectro creado por una sustancia desconocida. Las lentes del instrumento enfocan la luz, mientras que un prisma central la divide en el espectro de los colores que la constituyen. Los colores que aparecen en la pantalla representan las longitudes de onda no absorbidas por la muestra.

ABSORCIÓNAbsorción se da cuando una radiación

incide en una capa transparente de un sólido, líquido o gas . Se pueden eliminar selectivamente ciertas frecuencias , con la consecuente transferencia de energía hacia los átomos o moléculas del medio. Como resultado estas partículas pasan de un estado de baja energía a uno de alta energía.

Haz incidente Haz remanente Po P

b

Tramitancia. T = P/PoAbsorvancia A = log 1/ T = - log T = log Po

/ P.

A = abc Donde : A = absorvancia a = absortividad b= espesor de la capa de muestra ( 1 cm) c = Concentración

ABSORVANCIA

A = bc Donde A= absorvancia = Coeficiente de extinción molar b = Espesor de la muestra c = concentración .

A = bc/ PM Donde PM = peso molecular

La primera cuestión a plantearnos es que le ocurre a la materia cuando es sometida a una determinada radiación. Tal y como podemos imaginar dicho efecto dependerá de la energía de dicha radiación. En la figura superior se indican los efectos inmediatos sobre la materia, destacando de mayor a menor energía:

P+

P+

e-

Series espectralesLas diferentes líneas que aparecieron en el

espectro del hidrógeno se podíanagrupan en diferentes series cuya longitud de

onda es más parecida:

Serie Lyman: zona ultravioleta del espectro.Serie Balmer: zona visible del espectro.Serie Paschen zona infrarroja del espectro.Serie Bracket: zona infrarroja del espectro.Serie Pfund: zona infrarroja del espectro

.

Problema:Calcular la absorvancia y el coeficiente de extinción molar de un compuesto si la concentración es de 1.2 x 10 -2 moles leído en una celda de 1 cm de espesor con un PM de 132. g/ mol

ESPECTROGráfica experimental de la distribución de la

intensidad de la radiación electromagnética emitida o absorbida por una sustancia en función de la frecuencia o longitud de onda

Espectro de Líneas

Espectro de bandas