Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Espectroscopía y análisis estructural


La espectroscopía y el análisis estructural son técnicas fundamentales en química orgánica que nos permiten identificar y comprender la estructura de las moléculas orgánicas. El objetivo de esta guía es proporcionar una visión detallada de estas técnicas, explicando sus principios y aplicaciones de manera sencilla.

Introducción a la espectroscopía

La espectroscopía es un método que utiliza la interacción entre la luz y la materia para analizar sustancias. Al estudiar la radiación absorbida o emitida por las sustancias, podemos inferir detalles sobre la estructura molecular. Esta técnica no es destructiva y puede proporcionar información detallada sobre los compuestos.

Tipos de espectroscopía

1. Espectroscopía infrarroja (IR)

La espectroscopía IR mide la absorción de la luz infrarroja por las moléculas, lo que las hace vibrar a frecuencias específicas. Estas vibraciones son características de diferentes enlaces químicos y pueden usarse para interpretar grupos funcionales en compuestos orgánicos.

4000 cm -1 400 cm -1 C=O

Espectro IR que muestra una absorción típica de carbonilo (C=O) cerca de 1700 cm -1.

Por ejemplo, una banda de absorción fuerte alrededor de 1700 cm -1 es indicativa de un grupo carbonilo (C=O). Un pico cerca de 3300 cm -1 a menudo sugiere la presencia de un grupo OH.

2. Espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN)

La espectroscopía RMN se utiliza para determinar la estructura de compuestos orgánicos observando las propiedades magnéticas de los núcleos atómicos. El tipo más común es la RMN de protón (1H RMN), que examina los átomos de hidrógeno en las moléculas.

        1H RMN (ppm):
        δ 9.0 - 10.0 : RCHO
        δ 6.5–8.0 : ArH
        δ 4.5 - 6.5 : Vinilo (RCH=CH2)
        δ 2.0 - 2.5 : CH3C(=O)R
        δ 0.5 - 1.5 : RCH3
1 5 9

Espectro RMN que muestra desplazamientos químicos para diferentes protones.

3. Espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis)

La espectroscopía UV-Vis mide la absorción de luz ultravioleta o visible por electrones en una molécula. Esto puede revelar información sobre sistemas conjugados. Los compuestos con sistemas extensos de electrones π pueden absorber a longitudes de onda más largas, proporcionando información sobre su estructura.

Técnicas de análisis estructural

1. Espectrometría de masas (MS)

La espectrometría de masas proporciona información sobre el peso molecular y la estructura de una molécula. En la MS, una muestra se ioniza y los iones se separan por su relación masa-carga. El espectro de masas resultante revela la abundancia relativa de diferentes iones, permitiendo la elucidación estructural.

        Espectro de masas:
        m/z 46: CH3CH2OH
        m/z 31: CH2OH+
        m/z 29: CH3CH2+

2. Cristalografía

La cristalografía de rayos X es otra técnica poderosa para determinar la disposición tridimensional de los átomos dentro de un cristal. Aunque generalmente se utiliza para estructuras más complejas, proporciona detalles precisos a nivel atómico.

Aplicaciones y ejemplos

Ahora veamos algunos ejemplos del mundo real que muestran cómo se usan estas técnicas en la práctica:

Ejemplo 1: Identificación de un compuesto desconocido

Imagina que te dan un compuesto orgánico desconocido cuyo espectro IR muestra una banda de absorción fuerte a 1715 cm -1 y un singlete fuerte en la región de δ 2.1 del espectro de 1H RMN. Este patrón corresponde a la acetona.

Ejemplo 2: Determinación de la pureza del compuesto

La espectroscopía RMN también se puede usar para verificar la pureza de una sustancia. Cualquier pico inesperado puede indicar impurezas. Por ejemplo, si esperas solo protones aromáticos en la región de δ 7.0 - 8.0 ppm y descubres picos inesperados, la muestra puede estar contaminada.

Ejemplo 3: Monitoreo del progreso de una respuesta

La espectroscopía puede monitorear reacciones químicas. Durante la síntesis, puedes tomar espectros de 1H RMN periódicamente para observar cambios en desplazamientos químicos y picos asociados, lo que indica la formación de productos o la reducción de reactivos.

Conclusión

La espectroscopía y el análisis estructural son esenciales para comprender la química orgánica. Estos métodos permiten a los químicos determinar rápida y precisamente estructuras moleculares, evaluar la pureza de una muestra y obtener información sobre las dinámicas y mecanismos químicos.

Con el conocimiento de estas técnicas, los químicos pueden identificar compuestos, dilucidar estructuras y avanzar en la investigación y desarrollo en las ciencias químicas. Una mayor exploración y práctica incrementará tu competencia en estas herramientas fundamentales de la química orgánica.


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