Espectroscopia de Infravermelhos
•A espectroscopia de infravermelhos (IV) baseia-se na observação de que as
ligações químicas apresentam frequências específicas às quais vibram, a
níveis de energia bem definidos. Estas frequências de vibração, ou
frequências de ressonância, são determinadas pela forma da molécula, pelos
seus níveis de energia e pela massa dos átomos que a constituem.
•As frequências de ressonância de uma ligação química estão relacionadas,
numa primeira aproximação, com a força da ligação e a massa dos átomos
em cada extremidade. Deste modo, cada frequência da vibração pode ser
associada a um tipo específico de ligação química.
•Para que um modo vibracional seja activo no IV tem que estar associado a
variações do momento dipolar da molécula.
24-10-2006
Maria da Conceição Paiva
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Espectroscopia de Infravermelhos
•A radiação electromagnética é constituída por um campo eléctrico oscilante e um
campo magnético oscilante, perpendiculares um ao outro. O campo eléctrico oscilante
interfere com o momento dipolar da molécula e esta interferência é detectada.
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Espectroscopia de Infravermelhos
Regiões do espectro da luz que correspondem a radiação no infravermelho:
-1
Comprimentos de onda (μm) Números de onda (cm )
Região
Próximo
0.78 - 2.5
12800 - 4000
Médio
2.5 - 50
4000 - 200
Longínquo
50 -1000
200 - 10
Nº de onda = 1 / Comprimento de onda em cm
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Espectroscopia de Infravermelhos
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Espectroscopia de Infravermelhos
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Espectroscopia de Infravermelhos
Moléculas diatómicas simples têm apenas uma ligação que se pode deformar (estirar).
Moléculas com maior número de átmos têm maior número de ligações, e as vibrações
podem estar coordenadas. Assim, podem-se observar absorções de IV a frequências
características, relacionadas com os grupos químicos que estão na constituição da
molécula. Os átomos do grupo CH2, por exemplo, podem vibrar de 6 maneiras diferentes,
como se apresenta:
Symmetrical stretching
Rocking
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Scissoring
Asymmetrical stretching
Twisting
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Wagging
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Espectroscopia de Infravermelhos
Para obter o espectro de infravermelhos de uma amostra, faz-se passar através da
amostra um feixe de luz infravermelha, e mede-se a quantidade de energia absorvida
pela amostra a cada comprimento de onda. A partir desta informação obtém-se o
espectro de transmissão ou de absorção, que mostra os comprimentos de onda do IV
a que a amostra absorve radiação. Pode-se então interpretar que tipos de ligações
químicas estão presentes.
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Espectroscopia de Infravermelhos
Esta técnica apenas funciona para ligações covalentes, sendo por isso usada
principalmente em química orgânica. Os espectros são mais difíceis de interpretar
quanto maior o número de ligações activas no IV existirem na molécula, e exigem
que a amostra se encontre livre de contaminações. Quanto mais complexa a
estrutura molecular, maior o número de bandas de absorção e mais complexo é o
espectro de IV.
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Espectroscopia de Infravermelhos
Bandas principais no espectro de infravermelho:
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Espectroscopia de Infravermelhos
Principais bandas de Transmição (cm-1)
Grupo
-CH3
2962
2872
1460
-CH2-
2926
2863
1455
-O-H
3350+/-150
-C-O-
1050-1150
anel
aromático
3050+/-50
1601
1500
-C=O
730
690
Esta ligação encontra-se em vários tipos de grupos
funcionais:
cetona
1725-1665
ácido
carboxílico
1720-1670
éster
1750-1715
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1375
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Espectroscopia de Infravermelhos
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Espectroscopia de Infravermelhos
Cyclohexanol
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Espectroscopia de Infravermelhos
Polietileno de baixa densidade
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Espectroscopia de Infravermelhos
64.1
60
55
50
45
40
35
%T 30
25
20
15
10
5
0.1
4400.0
4000
3600
3200
2800
2400
2000
1800
cm-1
1600
1400
1200
1000
800
600
450.0
Polipropileno
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Espectroscopia de Infravermelhos
Poliestireno
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Espectroscopia de Infravermelhos
Poliamida
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