La espectroscopia o espectrometría óptica es una técnica de análisis, basada en la materia, que proporciona información, cualitativa y cuantitativa, de una sustancia objeto de estudio.
Naturaleza electromagnética de la luz:
-En 1800, W. Herschel descubrió, al descomponer la luz solar, que más *allá* del rojo había una luz invisible al ojo humano, pero detectable por su calor, que hoy denominamos luz infrarroja, IR.
-En 1801, J. Ritter encontró otra radiación solar invisible más allá del violeta; no generaba calor, pero ennegrecía el cloruro de plata. Era la luz ultravioleta, UV.
-Hacia 1870, Maxwell y Hertz demostraron que las ondas luminosas no son ondas materiales, como el sonido, sino electromagnéticas. Su estudio permitió descubrir otros tipos de radiaciones electromagnéticas no visibles: las microondas, las rayos X y los rayos y.
Espectroscopia atómica:
Los átomos aislados, pueden emitir y absorber radiación electromagnética. Este proceso es explicado por la teoría cuántica.
Cuando los átomos son excitados con una fuente de energía externa, por ejemplo, térmica, emiten luz. Al descomponer y analizar esa luz que ha atravesado los átomos, se obtiene un espectro de emisión atómica. Si se ilumina una muestra y se analiza el espectro de la luz que ha atravesado los átomos, se obtiene un espectro de absorción atómica.
Los espectros atómicos son discontinuos, porque no contienen todas las frecuencias. A cada frecuencia le corresponde en el espectro una fina raya llamada línea. Las de emisión son brillantes y las de absorción son negras sobre fondo luminoso. La posición y anchura de las líneas identifican al elemento químico que las ha producido, son como su huella dactilar.
Analizando las líneas de un espectro atómico detectamos qué elementos están presentes en la muestra (análisis químico cualitativo) y su intensidad (análisis químico cuantitativo).
Espectroscopia IR:
La técnica espectroscópica que más se emplea para la identificación molecular es la absorción infrarroja, IR.
Fundamento físico:
Los átomos de una molécula vibran cuando se excitan por medio de una fuente que les comunique la energía. La luz infrarroja posee precisamente la frecuencia y energía adecuadas para provocar esas vibraciones moleculares.
Cada enlace, tiene una frecuencia característica de vibración de modo que, si iluminamos un compuesto con radiación IR, cada tipo de enlace presente absorberá su frecuencia característica, dando lugar a una serie de bandas que constituyen su espectro de absorción IR.
Se obtienen zonas más anchas de absorción, a veces con varios picos, que se llaman bandas.
Comprobando las bandas del espectro de absorción con los valores de las frecuencias propias de cada enlace, recogidos en las tablas bibliográficas, obtenemos la fórmula estructural del compuesto que estamos analizando.
El aspecto típico de un espectro IR es el que se muestra en la figura:
Espectrometría de masas:
Es el método actual de mayor resolución. El espectro que se obtiene con esta técnica no es una serie de radiaciones electromagnéticas, sino de fragmentos de materia.
Es una técnica de análisis de amplio rango que además puede combinarse con otros métodos.
Su principal aplicación es la determinación de masas atómicas o moleculares, ya que es el método más exacto y fiable de los conocidos hasta la fecha.
Ejemplo:
Fundamento físico:
Los átomos de una molécula vibran cuando se excitan por medio de una fuente que les comunique la energía. La luz infrarroja posee precisamente la frecuencia y energía adecuadas para provocar esas vibraciones moleculares.
Cada enlace, tiene una frecuencia característica de vibración de modo que, si iluminamos un compuesto con radiación IR, cada tipo de enlace presente absorberá su frecuencia característica, dando lugar a una serie de bandas que constituyen su espectro de absorción IR.
Se obtienen zonas más anchas de absorción, a veces con varios picos, que se llaman bandas.
Comprobando las bandas del espectro de absorción con los valores de las frecuencias propias de cada enlace, recogidos en las tablas bibliográficas, obtenemos la fórmula estructural del compuesto que estamos analizando.
El aspecto típico de un espectro IR es el que se muestra en la figura:
Espectrometría de masas:
Es el método actual de mayor resolución. El espectro que se obtiene con esta técnica no es una serie de radiaciones electromagnéticas, sino de fragmentos de materia.
Es una técnica de análisis de amplio rango que además puede combinarse con otros métodos.
Su principal aplicación es la determinación de masas atómicas o moleculares, ya que es el método más exacto y fiable de los conocidos hasta la fecha.
Ejemplo:
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