Fundamentos de Espectroscopía Molecular y Espectrometría de Masas
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Instrumentos y Principios de Espectroscopía
Transiciones en sistemas orgánicos
Cuando una radiación con suficiente energía alcanza una molécula en su estado fundamental de energía, se puede producir la transición a un estado energético superior. Esto conlleva una redistribución de electrones y cambios en los estados de vibración y rotación.
Tipos de transiciones electrónicas
- σ-σ*: Presentes en hidrocarburos saturados; absorben en el UV y son las que más energía requieren.
- π-π*: Ocurren en enlaces múltiples de sustancias no saturadas con grupos cromóforos.
- n-π*: Requieren menos energía que las anteriores; se presentan en dobles o triples enlaces que contienen un heteroátomo (UV cercano).
- n-σ*: Propias de grupos saturados con heteroátomos.
Los grupos auxocromos modifican la absorción de los grupos cromóforos, influyendo en la variación de la longitud de onda (λ) de absorción, ya sea aumentándola (efecto batocrómico) o disminuyéndola (efecto hipsocrómico). También pueden producir una variación de la absortividad máxima.
Limitaciones de la Ley de Lambert-Beer
La absorción no siempre crece de forma lineal en relación con la concentración. Existen tres tipos de limitaciones:
- Causas reales: Si en una sustancia se altera significativamente el índice de refracción, la ley deja de funcionar, ya que esta requiere que dicho índice permanezca constante.
- Desviación instrumental: Cuanto más grande sea la banda del monocromador, mayor será la desviación.
- Desviación química: Ocurre cuando se produce una reacción química no considerada. La sustancia reacciona y cambia, resultando en una absorbancia diferente a la esperada.
Espectrometría de masas
Esta técnica se basa en la separación de partículas moleculares o atómicas según su diferente masa. El proceso comprende cuatro etapas:
- 1. Ionización de la muestra: El paso de moléculas o átomos a forma ionizada mediante un bombardeo continuo de electrones.
- 2. Aceleración: Los iones son acelerados mediante un campo magnético.
- 3. Dispersión: Separación de los iones según su relación masa-carga.
- 4. Detección: Registro de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica.
La utilidad analítica de este método depende directamente de la capacidad del instrumento para separar partículas de diferentes masas.