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
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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
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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
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Estiramento do grupo C=OEstiramento do grupo C=O
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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)
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1696C=O str.
sp3 C—H str.
C—H str. aldeído
C=C str.
BenzaldeBenzaldeíídodo
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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