Aula 11 - Infravermelho

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Espectroscopia na região do 
Infravermelho (IV)
Prof. Rosana Zanetti Baú
As moléculas orgânicas interagem com a 
radiação infravermelha.
Espectro de IV do hexano:
A técnica
Evidencia os principais grupos funcionais 
presentes na molécula.
Depende da interação de átomos e 
moléculas com a radiação eletromagnética.
As vibrações de cada grupo funcional são 
quantizadas e, enquanto ocorrem, os 
compostos absorvem a energia em regiões 
particulares da porção infravermelha do 
espectro.
O espectro eletromagnético
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=espectro+eletromagn%C3%A9tico&source=images&cd=&cad=rja&docid=b7EQLXjStaCz7M&tbnid=Lt2mTlP_7101MM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.colter.com.br/produtos/16/18/Roupas-de-Academia-com-Infravermelho-Longo/Acessorios-Terapeuticos/Enfraquecedor-de-Cigarro&ei=ebcbUdjiG5TW8gSRoYDwDA&bvm=bv.42261806,d.dmQ&psig=AFQjCNGRiScPGsbQpxwdGYMdyak3C4-s6Q&ust=1360857280900789
O comportamento molecular
Nas vibrações, as ligações covalentes comportam-
se como se fossem pequenas molas unindo os 
átomos. 
Quando os átomos vibram, só podem oscilar com 
certas frequências, e as ligações sofrem várias 
deformações.
Ao retornar ao estado original, libera essa energia, 
que então é detectada pelo espectrômetro 
(vibrações quantizadas).
(%)Transmitância x número 
de onda
Transmitância: fração da luz incidente com 
comprimento de onda específico que atravessa 
a amostra.
%T = feixe amostra/feixe referência . 100
Número de onda: inverso do comprimento de 
onda: 
 = 1 = (cm-1)
 (cm)
Tipos de vibração
Dois átomos unidos por uma ligação covalente 
podem efetuar vibrações de estiramento dessa 
ligação, como se fosse uma mola que estica e 
retorna ao tamanho original.
As vibrações de estiramento são as mais 
importantes. 
Três átomos também podem efetuar 
diferentes vibrações de estiramento e 
alteração dos ângulos de ligação, em vários 
planos do espaço.
Fatores que afetam a 
frequência de uma vibração
Massa dos átomos: átomos leves vibram em 
frequências maiores do que os pesados.
Rigidez da ligação: As ligações triplas 
vibram com frequências mais baixas que 
as duplas e estas, com frequências mais 
baixas que as simples.
Isto porque, enquanto uma ligação simples, sendo 
mais maleável, permite um estiramento mais 
longo, as duplas e triplas têm menor capacidade 
de alongar-se. 
Todas as vibrações são 
detectadas?
Para que uma vibração ocorra com absorção 
de energia no IV o momento de dipolo da 
molécula deve se alterar quando a vibração 
se efetua.
As absorções vibracionais podem estar fora 
da região de medida de um espectrômetro 
particular e também podem estar tão 
próximas que os picos se acumulam uns 
sobre os outros.
Diferenciação
Nesses casos é muito difícil interpretar 
esses sinais, já que eles se aglomeram, 
formando o que chamamos de harmônicos.
Como o espectro de IV têm muitos picos de 
absorção, a possibilidade de dois compostos 
terem o mesmo espectro é praticamente 
inexistente. Por isso, o espectro de IV é a 
"impressão digital" da molécula.
No entanto, somente com um espectro de 
infravermelho não se pode determinar a 
estrutura molecular de um composto.
O IV nos fornece apenas parte das informações, 
indicando quais os principais grupos funcionais 
presentes.
A combinação com outras espectrometrias se 
faz necessária quando se quer a elucidação da 
fórmula de um composto orgânico (RMN, 
espectrometria de massas, etc) 
O preparo da amostra
Colocar a amostra sobre uma cela.
Problema: vidros e plásticos absorvem muito em 
toda a região do infravermelho.
Solução: Celas/placas feitas de compostos 
iônicos. 
Brometo de potássio (a melhor): 4000 – 400 cm-1. 
Cloreto de sódio (mais comum): 4000 – 650 cm-1.
Amostras líquidas
Método do líquido puro: uma gota é colocada 
entre um par de placas de sal polidas – ao serem 
apertadas forma-se um fino filme de líquido.
A placa é inserida dentro do espectrofotômetro. 
Ao término deve ser limpa com um solvente 
orgânico (algodão e pinça).
Nunca usar água pois desgasta a placa (solúvel).
Amostras sólidas
Pastilha de KBr: a amostra é triturada com KBr e 
prensada numa matriz sob alta e pressão. 
Desvantagem: o KBr absorve água.
Suspensão de nujol: a amostra é moída com óleo 
mineral e colocada sobre a placa de sal. Bandas 
do nujol vão aparecer em 2924, 1462 e 1377 cm-1.
Dissolvendo em CCl4: o sólido é dissolvido e 
aplicado sobre a placa de sal. Banda de C-Cl 
aparece em 785 cm-1.
Principais regiões das ligações
Vejamos a seguir alguns tipos de picos (ou 
bandas) que são características:
http://saber.sapo.ao/wiki/Imagem:Sumario_IV.png
Quando faz 
ligações de 
hidrogênio.
Absorções importantes
Alcanos
Espectro do octano:
estiramento deformação
Banda de 
cadeia 
longa
Alcano de cadeia ramificada
Comparando os dois
Cicloexano: só tem grupos –CH2 na 
molécula
A região azul está diferenciando os compostos – é 
onde se encontra a impressão digital da molécula
Compostos aromáticos
Espectro do metilbenzeno
Alcenos
Espectro do 1-hexeno
Estiramento 
C=C
Estiramento 
CH2,CH3
Estiramento 
C=C
Deformação 
CH2
Deformações CH2 
fora do plano
Comparando
Alcinos
Espectro do 1-heptino
Estiramento 
≡C-H
Estiramento 
CH2,CH3
Estiramento 
C≡C
Deformação 
CH3
Deformação 
≡C-H
Comparando
Outros grupos funcionais
Álcoois e Fenóis
Aldeídos
Cetonas
Ácidos carboxílicos
Ésteres
Amidas
Aminas
Haletos de Alquila
C-F: estiramento forte em 1400 – 100 cm-1.
C-Cl: estiramento forte em 785 – 540 cm-1. 
CH2-Cl: dobramento em 1300-1230 cm-1.
C-Br: estiramento forte em 650-510 cm-1. 
Fora da faixa de espectroscopia de rotina, 
que usa cela de NaCl. CH2-Br: dobramento 
em 1250-1190 cm-1.
C-I: estiramento forte em 600-485 cm-1. 
CH2-I: dobramento em 1200-1150 cm-1.
Como iniciar a análise de um espectro
Há carbonila presente? Pico forte de 1820 a 1660 cm-1
Se a resposta for sim pode ser:
- Ácido: banda em 3400-2400 cm-1 (O-H)
- Amida: banda em 3500 cm-1 (N-H)
- Éster: banda forte em 1300-1100 cm-1 (C-O)
- Anidrido: duas bandas de C=O, 1810 e 1760 cm-1
- Aldeído: duas bandas de CH (2850 e 2750 cm-1)
- Cetona: se não houver as bandas anteriores.
Se não houver carbonila pode ser:
- Álcool: checar estiramento do OH em ±3500 cm-1
- Fenol: banda OH e C-O em 1300 a 1100 cm-1
- Amina: banda NH em 3500 cm-1
- Éter: banda C-O, sem banda OH
Duplas ligações:
Banda fraca em 1650 cm-1
Bandas média a forte em 1650-1450 cm-1
Triplas ligações:
C≡N: banda média em 2250 cm-1
C≡C: banda fraca em 2150 cm-1
Grupo Nitro:
Duas bandas fortes em ±1550 e ±1350 cm-1
Hidrocarbonetos: espectro simples, absorções
majoritárias em ±3000 cm-1
Exercícios – Proponha uma estrutura para 
o composto C6H14O
C6H12O
Questão 3
Para Casa
Estudem o capítulo 2:
PAVIA, Donald L.; LAMPMAN, Gary M.; 
KRIZ, George S.; VYVYAN, James R. 
Introdução à espectroscopia. [Digite o Local da 
Editora]: Cengage Learning Brasil, 2016. E-
book. ISBN 9788522123391. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/book
s/9788522123391/. Acesso em: 06 abr. 2023.
	Slide 1: Espectroscopia na região do Infravermelho (IV)
	Slide 2: As moléculas orgânicas interagem com a radiação infravermelha.
	Slide 3: A técnica
	Slide 4: O espectro eletromagnético
	Slide 5: O comportamento molecular
	Slide 6: (%)Transmitância x número de onda
	Slide 7: Tipos de vibração
	Slide 8
	Slide 9: Fatores que afetam a frequência de uma vibração
	Slide 10
	Slide 11: Todas as vibrações são detectadas?
	Slide 12: Diferenciação
	Slide 13
	Slide 14: O preparo da amostra
	Slide 15: Amostras líquidas
	Slide 16: Amostras sólidas
	Slide 17: Principais regiões das ligações
	Slide 18
	Slide 19: Absorções importantes
	Slide 20: Alcanos Espectro do octano:
	Slide 21
	Slide 22: Alcano de cadeia ramificada
	Slide 23: Comparando os dois
	Slide 24: Cicloexano: só temgrupos –CH2 na molécula
	Slide 25: A região azul está diferenciando os compostos – é onde se encontra a impressão digital da molécula
	Slide 26: Compostos aromáticos Espectro do metilbenzeno
	Slide 27
	Slide 28: Alcenos Espectro do 1-hexeno
	Slide 29
	Slide 30: Comparando
	Slide 31: Alcinos Espectro do 1-heptino
	Slide 32: Comparando
	Slide 33: Outros grupos funcionais
	Slide 34: Álcoois e Fenóis
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37: Aldeídos
	Slide 38
	Slide 39: Cetonas
	Slide 40
	Slide 41: Ácidos carboxílicos
	Slide 42
	Slide 43: Ésteres
	Slide 44
	Slide 45: Amidas
	Slide 46: Aminas
	Slide 47: Haletos de Alquila
	Slide 48
	Slide 49: Como iniciar a análise de um espectro
	Slide 50
	Slide 51: Exercícios – Proponha uma estrutura para o composto C6H14O
	Slide 52: C6H12O
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56
	Slide 57: Para Casa