REGIÓN DE VIBRACIÓN DE EXTENSIÓN X-H (4000-2500 cm-1)
La vibración de extensión (stretching) ocurre cuando dos átomos unidos por un enlace (por ejemplo, C–H o O–H) se alejan y se acercan uno al otro, como si fueran un resorte estirándose y contrayéndose.
Esta región del espectro se llama así porque es donde ocurren las vibraciones de extensión de enlaces entre hidrógeno (H) y otro átomo, como:
O–H (como en alcoholes o agua)
N–H (como en aminas o proteínas)
C–H (como en compuestos orgánicos)
El número "cm⁻¹" es una medida de frecuencia (cuántas veces vibra el enlace por centímetro), y cuanto mayor sea este número, más fuerte y ligero es el enlace que está vibrando.
Aquí podemos encontrar los siguientes enlaces
Esta región nos ayuda a identificar grupos funcionales en una molécula, es decir, qué tipo de átomos y enlaces tiene, por ejemplo, si vemos una señal ancha cerca de 3400 cm⁻¹, probablemente la muestra tenga un grupo –OH como el de un alcohol y si hay una señal cerca de 2950 cm⁻¹, podría haber un grupo C–H, típico de aceites o hidrocarburos.
La región 4000–2500 cm⁻¹ en un espectro FT-IR es donde se observan las vibraciones de estiramiento de enlaces que involucran hidrógeno (X–H). Estudiarla nos da pistas sobre qué grupos tiene una molécula, como alcoholes, aminas o hidrocarburos.
En la siguiente imagen se muestra un espectro FT-IR simulado con la región de vibraciones de extensión X–H (4000–2500 cm⁻¹) resaltada en azul claro. Aquí se pueden ver tres picos principales:
~3400 cm⁻¹ → Grupo O–H (alcoholes o agua)
~3300 cm⁻¹ → Grupo N–H (aminas)
~2950 cm⁻¹ → Grupo C–H (alquenos, compuestos orgánicos)
Cada uno representa la absorción de energía infrarroja por diferentes tipos de enlaces con hidrógeno. Esta zona es clave para identificar grupos funcionales en compuestos orgánicos.
El stretching corresponde a la extensión de enlaces con hidrógeno (alcoholes, aminas y enlaces C-H), y no se ve muy afectada por el resto de la molécula por lo que las bandas son bastante constantes en esa zona.
Las vibraciones de stretching C-H de los grupos metilo y metileno son las más características a la hora de identificar un compuesto como orgánico conteniendo al menos un centro alifático, y aparecen entre 3000-2850 cm-1.
El O-H stretching produce una banda ancha en el rango 3700-3600 cm-1, que probablemente es una de las más dominantes y características entre las absorciones de grupos funcionales. Si hay enlace por puente de hidrógeno (muy frecuente, aunque en distinta extensión) se produce un ensanchamiento de las bandas y una ligera disminución en la frecuencia de absorción. La distinción entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios se hace con la ayuda de las bandas C-O- stretching y O-H bending.
El N-H stretching se suele observar entre 3400 y 3300 cm-1 y generalmente es una absorción más aguda que la O-H. Los compuestos con el grupo NH2 presentan una estructura doblete mientras que las aminas secundarias tienen una única banda aguda.
Si hay humedad en la muestra, absorciones anchas debidas a las vibraciones OH en torno a 3500 y 1400 cm-1 ocultan la existencia de otras posibles bandas en esas zonas.
