Fundamentos de Espectroscopía y Espectrometría de Masas: Conceptos Clave

Conceptos Fundamentales en Espectrometría y Espectroscopía

Picos Isotópicos

Son los producidos por los elementos cuyos isótopos pesados son relativamente abundantes. Por ejemplo: ³⁵Cl (100%) y ³⁷Cl (33%). Producen iones a M+2, M+4, etc. La intensidad relativa respecto a M+ indica el número de átomos con isótopos pesados en la molécula.

Sistemas de Ionización en Masas

Se refiere a la ionización química en condiciones de alta energía, donde a es la molécula pequeña y m es el analito:

• Impacto electrónico: a + e⁻ → a⁺ + 2e⁻
• Termospray: Utiliza una disolución de analito.
• FAB (Fast Atom Bombardment): Para sustancias imposibles de volatilizar; emplea desorción química.

Analizador de Iones (SMAG)

Involucra un campo magnético que hace que los iones acelerados sean desviados según trayectorias curvas. Cada ion describe una trayectoria circular que dependerá de la intensidad del campo magnético y de la relación m/z que posea el ion. Solo los que tengan la misma relación m/z tendrán la misma trayectoria.

Fórmula: B²R² = 2V / (m/z)

Conceptos de Química y Resonancia

Equivalencia Química

Cuando los cationes y aniones se combinan, lo hacen de acuerdo a su carga iónica y nunca de acuerdo a su peso. El equivalente se refiere a la capacidad de combinación del ion, no a su peso.

Equivalencia Magnética

Dos núcleos son químicamente equivalentes cuando se pueden intercambiar a través de un elemento de simetría presente en la molécula (plano o eje).

Desplazamiento Químico

Es la variación de frecuencia de resonancia de un determinado núcleo respecto a la frecuencia teórica.

Constante de Acoplamiento (J)

Es la separación entre las señales en RMN. Se usa en núcleos próximos, conectados a través de un número menor de enlaces. Se mide en Hz y se denomina J.

Esquemas de Instrumentación

Esquema de IR

Componentes: Fuente de radiación, interferómetro (red de dispersión espectral, separador de haz), calibración láser con disolución pura, muestra, detector DTGS, almacén de datos, ordenador para Transformada de Fourier, pantalla y espectro.

Esquema de RMN

• Imán: Genera un campo magnético homogéneo.
• Muestra: Dentro de un tubo de disolución, gira respecto al eje perpendicular al campo.
• Emisor RF: Crea un campo magnético transversal. Variando la frecuencia se consigue la resonancia.
• Receptor RF: Es el detector que registra los cambios de magnetización.