EL FENOMENO DE RESONANCIA
Otro requisito para que una molécula absorba radiación infrarroja, es el fenómeno de resonancia que consiste en una compatibilidad entre la frecuencia de vibración basal en el enlace en cuestión (ῡ1) y la frecuencia de la radiación infrarroja incidente absorbido (ῡ1). Cuando esto sucede el enlace atómico aumenta su nivel de vibración en dicha frecuencia (ῡ1), lo cual se manifiesta en un espectro con la formación de una banda de absorción. En caso de no coincidir ambas frecuencias (basal y de absorción), se obtiene una interferencia destructiva, por lo tanto, no hay aumento en la vibración del enlace basal en la molécula, y por lo tanto no habrá banda de absorción.
Otro requisito fundamental para que una molécula absorba radiación infrarroja es que ocurra un fenómeno de resonancia vibracional. Este se da cuando la frecuencia de vibración natural de un enlace en la molécula (ῡ₁) coincide con la frecuencia de la radiación infrarroja incidente (también ῡ₁). Al darse esta coincidencia, el enlace absorbe energía y aumenta su nivel de vibración en esa frecuencia específica, lo cual se manifiesta en el espectro como una banda de absorción. Si no hay coincidencia entre la frecuencia de la radiación y la frecuencia vibracional del enlace, ocurre una interferencia destructiva: la energía de la radiación no es absorbida, y el enlace no cambia su estado vibracional. En estos casos, no se observa ninguna banda de absorción en el espectro.
Desde el punto de vista instrumental, si los enlaces de la molécula no absorben la radiación infrarroja, el detector registra la misma energía que fue emitida por la fuente, es decir, no hay pérdida de energía en ese número de onda. En cambio, cuando ocurre absorción, se detecta una disminución de intensidad en la radiación transmitida, lo que da lugar a una banda en el espectro infrarrojo. Seguramente has notado que en un espectro infrarrojo algunas bandas de absorción aparecen con mayor intensidad que otras. Esto plantea una pregunta importante: ¿por qué ciertos enlaces absorben la radiación infrarroja de forma más intensa?
En compuestos orgánicos, los átomos están unidos mediante enlaces covalentes, es decir, comparten electrones para formar moléculas estables. Cuando la radiación infrarroja incide sobre una muestra, no todos los enlaces responden de la misma manera. Solo aquellos enlaces cuyas vibraciones entran en resonancia con la frecuencia de la radiación incidente podrán absorber energía. Pero eso no es todo: para que esta absorción sea efectiva, también debe haber un cambio en el momento dipolar del enlace durante la vibración. Este cambio en el momento dipolar es fundamental, ya que es lo que permite la interacción del enlace con el campo eléctrico de la radiación infrarroja. Cuanto mayor sea el cambio de momento dipolar durante la vibración, mayor será la intensidad de la banda de absorción en el espectro. Además, la intensidad también depende de la cantidad de enlaces en la muestra que absorben en esa frecuencia específica. En resumen, la intensidad de las bandas en un espectro infrarrojo refleja qué un enlace puede interactuar con la radiación infrarroja, como cuántos enlaces de ese tipo están presentes en la muestra.
