Parte do espectro electromagnético tico da luz U.V. Visível I.V. R.M.N. Electrónicas Vibracionais Rotacionais Tipo de transições observadas Spin nuclear (Res.Mag.Nuclear) 1
Espectroscopia de Infravermelho 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 2
Espectrofotómetro de Infra-Vermelhos 3
Um espectro de IV 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 > T; 100% MENR Absorção 0% T=Transmitância < T ; 0% MAIR Absorção 100% 4000 cm -1 500 cm -1 >n.d.o. Número de onda (cm -1 ) <n.d.o. Aumento de energia da radiação Aumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação 4
Interpretação básica b de um espectro de IV Há 4 zonas básicas num espectro de IV 4000 2800 2000 1500 1000 cm -1 Ligações a hidrogénio Ligações triplas Ligações duplas Ligações simples N C H H H C C C N C C C C N C C C F Cl Aumento de energia da radiação Aumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação 5
Interpretação básica b de um espectro de IV Aumento de energia da radiação Aumento de energia para efectuar a vibração de uma ligação 6
Região das ligações a hidrogénio (4000-2900 cm -1 ) Absorção característica devido ao estiramento da ligação Ligação Absorção IV (cm -1 ) C H 2900-3300 N H 3200-3500 H 3200-3600 Intervalos onde podem aparecer uma ou mais bandas com intensidade variável Permite distinguir C sp3 -H/C sp2 -H/C sp -H Diversas bandas presentes (excepto no caso de C sp -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 7
Gráfico resumo das absorções na zona 4000-3000cm -1 8
Estiramento C sp3 -H H (Alquilo) Str. C sp3 -H 3000-2840cm -1 (sempre inferior a 3000cm -1!!) 9
Estiramento C sp2 -H H (Arilo) Str. C sp2 -H 3100-3000cm -1 (sempre SUPERIR a 3000cm -1!!) Banda str. C=C 1690-1635cm -1 10
Estiramento C sp2 -H H (Alceno) sp 2 C H str. sp 3 C H str. C=C str. C H bend. 1-hexene 11
cis-2-penteno C=C str. C H bend. sp 2 C H str. sp 3 C H str. 12
trans-2-penteno C=C str. (fraca) sp 2 C H str. sp 3 C H str. C H bend. 13
Estiramento C sp -H H (Alcino) C C Str. C sp -H 3340-3250 cm -1 (afilada) Banda str. 2100-2200 cm -1 (Ajuda a distinguir um C sp -H de um 14 NH)
Estiramento N H N H (Aminas)( N-Metilanilina sp 3 C H str. sp 2 2820-2985 C H str. 3000-3100 N H str. C N str. 3416 1320 C=C str. N H bend. 1606 1510 15
Estiramento N H N H (Aminas)( H R N H Antisym. str. 3429 H R N H Sym. str. 3354 C=C str. 1600-1620 C N str. 1277 N H bend. 1500 16
Estiramento H H str. sp 2 C H str. C str. C=C str Ċ H bend. Fenol 17
H com pontes de H Banda larga H str. sp 3 C H str. sp 3 C H bend. C str. 1-Hexanol H
Estiramento H H str. C= str. C str. Acido benzóico 19
Estiramento H H sem pontes de H Banda afilada sp 2 C H str. C=C str. H str. sp 3 C H str. C str. 20
Estiramento H 21
Gráfico resumo das absorções na zona das duplas ligações Há 3 absorções importantes nesta zona, relativas a estiramento de duplas ligações: as do grupo carbonilo (C=), dos alcenos (C=C) e do grupo nitro (N 2 ). Todos os grupos dão origem a bandas de absorção afiladas: C= Uma banda de forte absorção entre 1500 e 1900 cm -1 C=C Uma banda de fraca absorção a ca. 1640 cm -1 N 2 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= é bastante variável e depende muito dos substituintes do grupo carbonilo. 22
Estiramento do grupo C= 1850 1650 cm-1 Absorção muito intensa devido ao grande momento dipolar do grupo C= Se não há forte absorção nesta zona A molécula não tem grupo C= A posição da banda permite identificar o grupo funcional Cl R H H NR 2 ANIDRID (banda 1) CLRET DE ÁCID ANIDRID (banda 2) ÉSTER ALDEÍD CETNA ÁCID AMIDA 1810 1800 1760 1735 1725 1715 1710 1690 Valores normais médios para os diversos grupos funcionais. ATENÇÃ: A presença de outros grupos pode deslocar as bandas (cm -1 ) 23
Estiramento do grupo C= 1850 1650 cm -1 A frequência de vibração reflecte a força da ligação C= e a estabilidade do 1º contributor de ressonância, ou seja, o peso deste na descrição da ligação ESTABILIZAD PR SUBSTITUINTES DADRES INSTABILIZAD PR SUBSTITUINTES ATRACTRES 1º 2º ÉSTER AMIDA R > R NR 2 1735cm -1 1690cm -1 NR 2 NR 2 2º contributor estabilizado ligação C= mais fraca banda a < n.d.onda 2º contributor instabilizado ligação C= mais forte banda a > n.d.onda Do mesmo modo, a existência de conjugação com o grupo C= normalmente baixa frequência de vibração 25 a 40 cm -1 EXISTE UM CNTRIBUTR DE RESSNÂNCIA ADICINAL 24
4-Metil-2-pentanona (Isobutil metil cetona) C= str. 1716 sp 3 C H str. C= bend. C H bend. 25
Acetofenona sp 3 C H str. sp 2 C H str. C= str. 1686 C=C str. C= bend. 26
4-Metil-3-penten-2-one (Óxido( de Mesitilo) sp 3 C H str. C= str. 1690 C=C str. 1620 27
Propionaldeido (Propanal) C H str. aldeído sp 3 C H str. C= str. 1730 28
Acrilaldeído do (2-Propenal) C H str. aldeído sp 3 C H str. C= str. 1696 C=C str. 29
Benzaldeído do sp 2 C H str. C H str. aldeído C= str. 1703 C=C ar. str. 30
Ácido isobutírico (Ácido( 2-metilpropi2 metilpropiónico) H str. sp 3 C H str. C= str. 1707 C str. H bend. 31
Butirato de etilo sp 3 C H str. C= str. 1739 C str. 32
Resumo das absorções importantes abaixo de 1500cm -1 Freq. (cm -1 ) Intensidade Grupo Comentários 1440-1470 Média CH 2 Deformação ~1380 Média CH 3 Deformação ~1350 Forte N 2 Sim. N= str. 1250-1300 Forte P= Estiramento 1310-1350 Forte S 2 Estir. Antissimétrico 1120-1160 Forte S 2 Estir. Simétrico ~1100 Forte C 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 33