Intensidad y forma de las bandas
En espectroscopía infrarroja (FT-IR), además de la posición de las bandas (frecuencia o número de onda), también es muy importante considerar su intensidad y forma, especialmente al interpretar el efecto de resonancia y otros factores estructurales.
¿Qué es la intensidad de una banda?
Es lo fuerte o débil que aparece una señal en el espectro (es decir, qué tan alta es en absorbancia o transmitancia), depende principalmente del cambio de momento dipolar durante la vibración del enlace y cuanto mayor es el cambio de momento dipolar, más intensa es la banda.
¿Qué es la forma de una banda?
Es cómo se ve la banda en el gráfico, puede ser estrecha, ancha, simétrica, o asimétrica y está influenciada por factores como el tipo de enlace y la interacción entre enlaces (puentes de hidrógeno, resonancia, etc.) además del estado físico (gas, líquido, sólido).
¿Cómo afecta la resonancia a la intensidad y forma?
Si disminuye la intensidad la resonancia reduce el carácter de doble enlace → menor cambio de momento dipolar, por ejemplo: C=O en un ácido carboxílico puede ser menos intenso que en una cetona El desplazamiento y ensanchamiento influyen en la deslocalización de electrones hace que los enlaces vibren de forma menos definida por ejemplo: En C=O conjugado o en anillos aromáticos presenta bandas más anchas y desplazadas. En una forma más simétrica o difusa la resonancia genera enlaces intermedios, que no vibran con una única frecuencia clara, por ejemplo: C=C en sistemas aromáticos (como benceno)
Algunos ejemplo de esto son:
O–H libre (sin puentes de hidrógeno) → banda delgada, intensa (~3600 cm⁻¹)
O–H con puente de hidrógeno (en ácidos, por ejemplo) → banda ancha y más desplazada, debido a la interacción intermolecular
C=O en un éster → más angosta e intensa (~1740 cm⁻¹)
C=O en un ácido → más ancha y ligeramente menos intensa (~1710–1700 cm⁻¹)
En la siguiente imagen podemos apreciar una comparación clara del efecto que tienen los puentes de hidrógeno y la resonancia en la intensidad y forma de la banda O–H en un espectro FT-IR
En donde:
O–H libre (alcohol): Banda alta, delgada y bien definida cerca de 3600 cm⁻¹. No hay interferencias electrónicas.
O–H con puente de hidrógeno (como en el agua): Banda más ancha y desplazada hacia 3400 cm⁻¹, debido a la interacción entre moléculas.
O–H en un ácido carboxílico: Banda muy ancha, menos intensa y más desplazada (~3200 cm⁻¹), por la resonancia interna y un fuerte puente de hidrógeno intramolecular.
Este tipo de análisis es muy útil para confirmar la naturaleza química del grupo funcional, distinguir entre alcoholes, ácidos y agua y detectar interacciones intermoleculares o intramoleculares.
En espectros FT-IR, la intensidad y la forma de las bandas nos dan información sobre cómo están distribuidos los electrones en la molécula, la resonancia puede hacer que una banda sea menos intensa, más ancha y desplazada, reflejando un enlace parcialmente deslocalizado y más "flexible".
