Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Espectroscopía UV-Vis


La espectroscopía UV-Vis, abreviatura de espectroscopía ultravioleta-visible, es una técnica analítica poderosa utilizada en química orgánica para estudiar compuestos químicos y sus estructuras. Este método se utiliza principalmente para determinar la absorción de luz ultravioleta o visible por una sustancia química, lo que puede revelar información sobre la estructura molecular y las concentraciones de la muestra.

Principios de la espectroscopía UV-Vis

La espectroscopía UV-Vis se basa en la interacción entre la luz y la materia. Cuando la luz en el rango ultravioleta o visible pasa a través de una muestra, ciertas longitudes de onda son absorbidas por los electrones presentes en las moléculas de la muestra. Esta absorción se debe a transiciones electrónicas, donde los electrones se excitan desde un nivel de energía más bajo (usualmente el estado fundamental) a un nivel de energía más alto.

La absorción de luz puede describirse cuantitativamente por la ley de Beer-Lambert, que relaciona la absorbancia (A) con la concentración (c) de las especies absorbentes, la longitud del camino (l) de la muestra y la absortividad molar (ε), una constante que depende de la muestra y de la longitud de onda de la luz:

A = εlc

Transiciones electrónicas

Los compuestos orgánicos que contienen sistemas conjugados, como enlaces π- y cromóforos, pueden experimentar transiciones electrónicas que pueden detectarse mediante espectroscopía UV-Vis. Las transiciones electrónicas más comunes incluyen:

  • σ a σ*: Transiciones que implican electrones en enlaces sigma, que típicamente requieren altas energías y ocurren en la región UV de menor longitud de onda.
  • n a σ*: Transiciones que involucran electrones no enlazantes (de un par solitario a un orbital sigma enlazante) y suelen ocurrir en compuestos saturados que contienen heteroátomos.
  • π a π*: Transiciones en las que los electrones en enlaces pi se mueven a orbitales pi restrictivos; son comunes en compuestos insaturados como los alcanos y caen en el rango UV-Vis.
  • n a π*: Transición de electrones no enlazantes a orbitales pi deslocalizados, lo cual es típico en compuestos carbonílicos.
Área UV Campo visual

Aplicaciones de la espectroscopía UV-Vis

La espectroscopía UV-Vis tiene diversas aplicaciones en química orgánica y campos relacionados. Algunos de sus usos principales son:

Determinación de concentraciones

El uso más común de la espectroscopía UV-Vis es determinar la concentración de soluciones. Al preparar una curva de calibración de absorbancia frente a concentración utilizando un compuesto estándar, se puede determinar la concentración de muestras desconocidas. Esto es importante en una variedad de campos, incluida la farmacéutica, la monitorización ambiental y la investigación bioquímica.

Caracterización de compuestos orgánicos

La espectroscopía UV-Vis es valiosa para caracterizar compuestos orgánicos porque diferentes grupos funcionales absorben luz a diferentes longitudes de onda. La presencia de picos en longitudes de onda específicas en el espectro UV-Vis puede ayudar a identificar grupos funcionales particulares o sistemas conjugados en una molécula.

Estudio de cinética de reacciones

Al monitorear los cambios en la absorción a lo largo del tiempo, la espectroscopía UV-Vis puede usarse para estudiar la cinética de reacciones. Esto permite a los químicos determinar las velocidades y mecanismos de reacción al rastrear la creación o consumo de una especie en la mezcla de reacción.

Estructura de un espectrofotómetro UV-Vis típico

Un espectrofotómetro UV-Vis típico tiene los siguientes componentes principales:

  • Fuente de luz: Esta proporciona la luz ultravioleta y visible necesaria para la medición. Fuentes de luz comunes incluyen lámparas de deuterio (para UV) y lámparas de tungsteno (para luz visible).
  • Monocromador: Este componente selecciona longitudes de onda específicas de luz para la medición. Utiliza un prisma o una rejilla de difracción para separar diferentes longitudes de onda.
  • Celda de muestra o cubeta: El contenedor en el que se coloca la muestra líquida. Está hecho generalmente de cuarzo o vidrio, ya que ambos materiales son transparentes a la luz UV y visible.
  • Detector: Mide la intensidad de la luz que pasa a través de la muestra. Detectores comunes incluyen tubos fotomultiplicadores y fotodiodos.
fuente de luz Monocromador Cubeta Detectores

Interpretación del espectro UV-Vis

El espectro UV-Vis muestra la absorción (o transmitancia) de luz contra la longitud de onda de la luz. La forma y posición de los picos en el espectro UV-Vis proporcionan información valiosa sobre la molécula que se está analizando.

Ejemplo de interpretación del espectro UV-Vis

Consideremos una molécula simple como 1,3-butadieno. Tiene un sistema de dieno conjugado, que permite transiciones π a π*.

Absorbancia versus longitud de onda para 1,3-butadieno:

| Longitud de onda (nm) | Absorción |

| 240 | 0.8 |
| 260 | 1.2 |
| 280 | 0.6 |

El pico observado alrededor de 260 nm puede atribuirse a su sistema conjugado.

Factores que afectan la absorción UV-Vis

Muchos factores afectan las características de absorción de un compuesto. Algunos de los más notables son:

  • Efectos del solvente: Diferentes solventes pueden causar un desplazamiento en el máximo de absorción. Los solventes polares generalmente estabilizan más el estado excitado que el estado fundamental, provocando un desplazamiento batocrómico (desplazamiento al rojo).
  • Efecto del pH: El estado de ionización de compuestos como los fenoles y aminas puede afectar sus espectros UV-Vis. Los cambios en el pH pueden producir diferentes estados de protonación, lo que puede llevar a cambios en la absorción.
  • Concentración: A concentraciones muy altas, puede haber desviaciones de la ley de Beer debido a interacciones intermoleculares.

En conclusión, la espectroscopía UV-Vis es una técnica importante en química orgánica para comprender estructuras moleculares, evaluar el progreso de reacciones y determinar niveles de concentración. Sus aplicaciones sencillas y la información que proporciona la convierten en una herramienta indispensable para químicos e investigadores.


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