Comprender la actividad IR
La espectroscopía infrarroja (IR) es una técnica poderosa para identificar y caracterizar moléculas. Funciona al brillar radiación IR en una muestra. Ciertas moléculas absorberán frecuencias específicas de radiación IR, causando que sus enlaces vibren. Estas vibraciones se cuantifican, lo que significa que solo pueden ocurrir a niveles de energía específicos. El patrón de frecuencias absorbidas es exclusivo de cada molécula, que actúa como una "huella digital" para la identificación.
El requisito clave:un momento dipolo cambiante
Para que una molécula sea activa, debe tener un momento dipolar de cambio durante su vibración. He aquí por qué:
* Momento dipolo: Un momento dipolar surge cuando hay una distribución desigual de la densidad de electrones dentro de una molécula. Esto crea una separación de carga positiva y negativa, formando un dipolo.
* Cambiar el momento dipolo: Para que una molécula absorba la radiación IR, la vibración debe causar un cambio en este momento dipolar.
amoníaco (NH₃) y su actividad IR
1. Estructura molecular: El amoníaco tiene una forma piramidal trigonal, con el átomo de nitrógeno en el ápice y tres átomos de hidrógeno en la base. Esta estructura lo hace polar.
2. Modos vibratorios: El amoníaco tiene cuatro modos vibratorios fundamentales. Estos modos implican estiramiento y flexión de los enlaces N-H:
* estiramiento simétrico: Los tres enlaces N-H se estiran al unísono. Esta vibración no Cambie el momento dipolo, por lo que es ir inactivo .
* estiramiento asimétrico: Dos bonos N-H se extienden mientras el tercero se contrae. Esta vibración cambia el momento dipolo, haciéndolo ir activo .
* Scissoring: Dos enlaces N-H se doblan en la misma dirección, con el nitrógeno permanente estacionaria. Esta vibración cambia el momento dipolo, haciéndolo ir activo .
* Rocking: Los dos enlaces N-H se doblan en direcciones opuestas. Esta vibración cambia el momento dipolo, haciéndolo ir activo .
Conclusión
Por lo tanto, el amoníaco (NH₃) es activo porque tres de sus cuatro modos vibratorios fundamentales causan un cambio en el momento dipolo de la molécula . Esto permite que el amoníaco absorba frecuencias específicas de radiación IR, que se puede utilizar para la identificación y el análisis.
