Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.2. Métodos de química cuántica  5.3. Diseño de fármacos computacional  5.4. Aprendizaje automático en química  5.5. Dinámica molecular ab initio
  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Métodos Espectroscópicos


La espectroscopía es un método importante en la química analítica, utilizado para estudiar la interacción entre la materia y la radiación electromagnética. Es una herramienta fundamental para analizar la composición y estructura de las sustancias. La espectroscopía ha evolucionado considerablemente, con muchas técnicas disponibles para analizar diversas propiedades de las sustancias.

Introducción a la espectroscopía

La espectroscopía implica medir la absorción, emisión o dispersión de la radiación electromagnética por átomos o moléculas. Esta medición proporciona información sobre los niveles de energía, estructura y dinámica de estas entidades. La idea principal es monitorear la intensidad de la radiación en función de la longitud de onda, frecuencia o energía, lo que puede proporcionar una "huella espectral" para diferentes sustancias.

Tipos de métodos espectroscópicos

Existen muchos tipos de métodos espectroscópicos, cada uno adecuado para un tipo específico de análisis. Algunos de los principales tipos son los siguientes:

  1. Espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis)
  2. Espectroscopía infrarroja (IR)
  3. Espectroscopía Raman
  4. Espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN)
  5. Espectrometría de masas (EM)
  6. Espectroscopía de rayos X

Espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis)

La espectroscopía UV-Vis se utiliza para determinar la absorción de luz ultravioleta o visible por una sustancia. Se utiliza ampliamente para medir la concentración de analitos en solución según la ley de Beer:

A = εlc

Donde:

  • A es la absorción.
  • ε es la capacidad de absorción molar.
  • l es la longitud de la celda de la muestra.
  • c es la concentración del compuesto en la solución.

Por ejemplo, considere la absorción de luz por un compuesto coloreado en agua. Al medir la absorción a una longitud de onda específica, se puede determinar la concentración de este compuesto. Esto es particularmente útil para estudiar complejos de metales de transición o compuestos orgánicos que contienen sistemas conjugados.

Longitud de onda (nm)Absorciónλ máx

Espectroscopía infrarroja (IR)

La espectroscopía infrarroja implica el estudio de las vibraciones moleculares que ocurren cuando una sustancia absorbe radiación IR. Es particularmente útil para identificar grupos funcionales y estudiar estructuras moleculares.

Cuando una molécula absorbe radiación IR, ocurren cambios vibracionales en ella. El espectro IR se representa como un gráfico de transmitancia o absorbancia frente al número de onda (cm -1). Cada pico corresponde a una vibración específica en la molécula.

Un ejemplo de aplicación de espectroscopía IR es la identificación de compuestos orgánicos. Grupos funcionales comunes como alcoholes, aminas, cetonas y ácidos carboxílicos tienen picos de absorción característicos.

Número de onda (cm -1)Comunicación (%)Estiramiento Oh

Espectroscopía Raman

La espectroscopía Raman se basa en la dispersión inelástica de la luz, conocida como dispersión Raman. Esta espectroscopía es complementaria a la espectroscopía IR y es particularmente útil para estudiar vibraciones moleculares en moléculas simétricas, que pueden ser débiles en la región IR.

En la espectroscopía Raman, el cambio en la energía de la luz dispersada proporciona información sobre los modos de vibración de las moléculas. Es útil en el estudio de compuestos inorgánicos y orgánicos, sistemas biológicos y ciencia de materiales.

Por ejemplo, en el estudio de materiales de carbono, la espectroscopía Raman puede distinguir entre diferentes formas de carbono, como grafito, diamante y carbono amorfo.

Espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN)

La espectroscopía RMN es una técnica poderosa basada en la interacción entre los espines nucleares y un campo magnético externo. Este método proporciona información detallada sobre la estructura, dinámica, estado de reacción y entorno químico de las moléculas.

En un experimento típico de RMN, los núcleos absorben radiación de radiofrecuencia en presencia de un campo magnético. El espectro RMN resultante es un gráfico de la intensidad de esta radiación frente a la frecuencia.

δ = (ν - ν ref ) / ν ref × 10 6 ppm

Donde:

  • δ es el desplazamiento químico en partes por millón (ppm).
  • ν es la frecuencia de muestreo.
  • νref es la frecuencia de referencia.

Por ejemplo, en el análisis de compuestos orgánicos, la RMN puede proporcionar información sobre el número de entornos de protones, los entornos electrónicos y la conectividad de diferentes grupos dentro de la molécula.

Espectrometría de masas (EM)

La espectrometría de masas es una técnica basada en medir la relación masa-carga de los iones. Este método se utiliza para determinar el peso molecular de los compuestos, identificar compuestos y elucidar estructuras químicas.

En EM, los compuestos químicos se ionizan para producir moléculas cargadas o fragmentos moleculares. Los iones se detectan según su relación masa-carga (m/z).

En un espectro de masas típico, el eje x representa los valores de m/z, mientras que el eje y representa la abundancia relativa de los iones detectados. Las características clave incluyen el pico del ion molecular y el patrón de fragmentación.

La espectrometría de masas se utiliza ampliamente en química orgánica e inorgánica, bioquímica y análisis ambiental. Por ejemplo, en el desarrollo de fármacos, la EM ayuda a identificar y cuantificar candidatos a fármacos potenciales.

Espectroscopía de rayos X

La espectroscopía de rayos X es un grupo de técnicas utilizadas para determinar la composición elemental, estructura electrónica y enlace químico de las sustancias usando radiación de rayos X.

Dos tipos comunes son la fluorescencia de rayos X (XRF) y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). La XRF se utiliza para análisis elemental, mientras que la XPS proporciona información sobre el estado químico y la estructura superficial.

El análisis a menudo implica generar rayos X, que excitan electrones de núcleo en los átomos. Las mediciones posteriores de la luz de rayos X emitida durante la relajación revelan la estructura y el estado químico.

Un ejemplo de aplicación de espectroscopía de rayos X es en ciencia de materiales para el estudio de aleaciones metálicas y materiales semiconductores.

Conclusión

Los métodos espectroscópicos son indispensables en la química analítica moderna, proporcionando una visión detallada de los aspectos composicionales y estructurales de los materiales. Cada técnica tiene sus propias ventajas únicas y aplicaciones específicas, lo que las hace invaluables para los investigadores en una variedad de disciplinas científicas. A medida que la tecnología avanza, las capacidades de estos métodos espectroscópicos continúan creciendo, proporcionando herramientas aún más poderosas para el descubrimiento científico.


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