APOSTILA Espectroscopia no Infra Vermelho[1]

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CAPÍTULO - IV 
 
ESPECTROSCOPIA MOLECULAR 
 
 
4.1 – O ESPECTRO ELETROMAGNETICO 
 
Espectroscopia é o estudo da interação entre a matéria e a radiação eletromagnética. As 
moléculas orgânicas são estruturas flexíveis. As ligações covalentes tem elasticidade e os átomos 
ou grupos de átomos podem sofrer rotação em torno de ligações covalentes simples. Os elétrons 
nas ligações podem se moverem de um nível de energia para outro como por exemplo os elétrons 
de uma orbital molecular ligante  pode ser promovido para um orbital molecular antiligante *. 
Também certos núcleos comportam-se como partículas carregadas e podem trocar a energia do 
spin nuclear de um nível para outro. Assim, devido sua flexibilidade, um átomo ou molécula pode 
absorver freqüências de energia do espectro eletromagnético passando de um estado de energia 
E1 para E2 e voltar ao estado fundamental emitindo o mesmo equivalente de energia absorvida. A 
espectroscopia molecular é um processo experimental que mede as variações energéticas que 
ocorrem numa molécula quando esta absorve ou emite frequências de radiação eletromagnética e 
correlaciona estas variações com a estrutura molecular da substância em particular. 
Radiação eletromagnética é a energia radiante que tem propriedades de partícula (fóton) e 
de onda. A radiação eletromagnética tem diferentes intensidades de energia que no conjunto 
constitui o que chamamos de espectro eletromagnético. 
 
 
 
O Espectro Eletromagnético 
 
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 O espetro eletromagnético apresenta faixas de freqüência com propriedades 
características e compõem os diferentes tipos de radiação eletromagnética que são conhecidas 
com nomes distintos: 
Raios , é a radiação eletromagnética de mais alta energia, alta freqüência e tem grande poder de 
destruição. São as ondas emitidas na desintegração de núcleos de átomos radioativos, processos 
sub-atomicos e por alguns fenômenos astrofísicos. Os raios gama têm alto poder de destruição da 
matéria e causam graves danos aos organismos biológicos. 
Raios-X, de grade utilidade na medicina na obtenção de imagens de tecidos das estruturas 
internas dos organismos. A obtenção das imagens é devido as diferentes densidades dos tecidos 
que bloqueiam em maior ou menor intensidade a passagem dos raios-X que irão sensibilizar uma 
película fotossensível. Altas dosagem de Raios-X aos organismos biológicos pode causar sérios 
danos celulares principalmente efeitos teratogênicos. 
UV-VIS, é a faixa de radiação eletromagnética que promove as transições eletrônicas. Sua energia 
é suficiente para promover a excitação eletrônica de um orbital molecular ligante para um orbital 
molecular antiligante. A energia radiante na região do ultravioleta (UV) é responsável por 
queimaduras e repetidas exposições pode causar câncer de pele devido a danos nas estruturas do 
DNA da pele. A radiação na região do Visível é a radiação eletromagnética que podemos ver, são 
as cores. 
Infravermelho (IV), é a chamada radiação quente. Sua energia é suficiente para alterar o estado 
vibracional e rotacional das moléculas o que resulta na liberação de calor. 
Microondas, é a região do espectro eletromagnético utilizada em ondas de radar e em algumas 
bandas de comunicação telefônica. São também utilizadas para o cozimento de alimentos, neste 
caso, sua energia aumenta o grau de liberdade vibracional das moléculas de água, que a 
transforma em calor, cozinhando os alimentos. 
Ondas de radio, é a região do espectro eletromagnetico de mais baixa energia, baixa freqüência. 
Usado nas comunicações de radio e televisão. Quando este tipo de irradiação incide em moléculas 
orgânicas colocadas em um campo magnético é capaz de alterar o spin nuclear de um estado de 
energia para outro em átomos como o H e o isótopo 13 do carbono. Este fenômeno resulta em 
grande utilidade na determinação estrutural dos compostos orgânicos e em medicina na obtenção 
de imagens de estruturas internas através da técnica de ressonância magnética de imagem, 
Considerando que a radiação eletromagnética tem propriedades de onda e de partícula, a 
onda pode ser descrita em termos de seu comprimento ou de sua freqüência. 
 (comprimento de onda) - O comprimento de onda é definido como a distância entre dois 
máximos de uma onda medido em alguma unidade de comprimento tal como metro (m), 
micrometro (m), angstron (A). 
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 (freqüência) – A freqüência é definida como o número de ciclos completos da onda que passa 
em um determinado ponto a cada segundo, é medida em unidades Herts (Hz). 
Toda a radiação eletromagnética tem a mesma velocidade no vácuo, que é a velocidade 
da luz (c = 2,9979 . 1018 m/s), a qual está relacionada com o comprimento de onda e a freqüência: 
 c =  
 = c/ e =c 
A energia de um quantum (fóton) de uma onda eletromagnética está diretamente 
relacionada a sua freqüência através da equação: 
E = h onde h= constante de Planck = 6,63.10-34 Js 
e tem uma relação inversa com o comprimento de onda : 
E = hc/ . 
Assim a radiação eletromagnética de ondas largas (baixa freqüência) tem baixa energia e 
as que de ondas curtas (alta freqüência) tem alta energia. 
As diferentes regiões do Espectro Eletromagnético podem serem utilizadas na elucidação 
estrutural das moléculas orgânicas, através da análise das trocas que ocorrem na estrutura 
molecular quando a substância é submetida a determinadas freqüências do espectro 
eletromagnético. Assim, uma molécula orgânica sob ação de raios UV-VIS, poderá apresentar 
trocas na sua estrutura eletrônica como a excitação de um elétron de uma orbital ligante ou não 
ligante para uma orbital antiligante. Na região do infravemelho, a energia absorvida resulta na 
alteração do seu estado vibracional e na região de radiofrequência, a energia envolvida no 
processo pode promover a inversão do spin nuclear de determinados átomos como por exemplo o 
H e o isótopo 13 do átomo de carbono. 
A Energia total de uma molécula é a somatória das energias eletrônica, vibracional e 
rotacional: 
 
Et = Ee + Ev + Er 
 
Ee > Ev > Er Ee  E da lig. quím. 
 
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4.2 - ESPECTROSCOPIA UV-VIS 
 
A energia associada a radiação eletromagnética na região do UV-VIS é suficiente para 
promover uma transição eletrônica. Assim, quando um feixe de luz UV-VIS passa através de um 
composto orgânico, pode ocorrer absorção de energia com a promoção de um elétron de um 
orbital molecular ligante para um orbital molecular antiligante. 
Para uma melhor compreensão das transições eletrônicas devemos relembrar a formação 
dos Orbitais Moleculares (ligações covalentes). Do princípio da conservação dos orbitais, quando 
dois Orbitais Atômicos se sobrepõem para formar uma ligação química covalente, ocorre a 
formação de dois Orbitais Moleculares, um contendo o par de elétrons da ligação chamado de 
Orbital Molecular Ligante e outro chamado de Orbital Molecular Antiligante. 
Da teoria dos OM, devemos relembrar dois conceitos básicos: 
HOMO = Orbital Molecular de mais alta energia ocupado por um par de elétrons e 
LUMO = Orbital Molecular de mais baixa energia desocupado. 
A transição eletrônica ocorre de um OM-HOMO para umOM-LUMO. 
 
 
 
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 Nos compostos orgânicos encontramos seis tipos básicos de transições eletrônicas 
envolvendo a passagem de eletros de orbital σ para σ* ou π*, de orbital π para σ* ou π* e de orbital n 
para σ* ou π*, como mostra o diagrama de energia abaixo. 
 
 
 
A facilidade com que uma transição eletrônica ocorre está diretamente rlacionada a 
diferença de energia dos orbitais envolvidos na transição eletrônica. A transição eletrônica mais 
fácil de ocorrer é a entre os orbitais n e π* e as mais difíceis são as entre os orbitais σ e σ*. A 
ordem de energia das transições eletrônicas são: 
 
 
 
 
 
Uma transição eletrônica sempre resulta na absorção de energia na região do UV-VIS. A 
freqüência (comprimento de onda) absorvida pelo composto que depende de sua estrutura 
 * > nn 
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molecular. O espectro UV-VIS do composto é obtido na forma de um plote de intensidade de 
absorção vs comprimento de onda em nm (nanometros). 
A intensidade de absorção está relacionada a uma propriedade molecular chamada de 
Absortividade Molar ou Coeficiente de Extinção Molar que é uma constante de proporcionalidade 
que relaciona a absorbância num determinado comprimento de onda à concentração molar do 
composto. Esta relação é conhecida como Lei de Lambert-Beer. 
 
A= E.c.l A = absorção = log I0/I 
 I = intensidade do radiação que incide no composto 
 I0 = intensidade da radiação que emerge do composto 
 E = absortividade molar 
 c = concentração 
 l = caminho ótico 
 
A absortividade molar (E) é uma constante característica de um composto em particular. 
Ex. a acetona e a metilvinilcetona tem duas transições eletrônicas devido as ligações duplas: 
 
 
 
 ACETONA METILVINILCETONA 
 
Transição -* = 187 nm (E = 900) 219 nm (E = 3600) 
 
Transição n-* = 270 nm ( E = 15) 270 nm (E = 24) 
 
Pequenas absorções molares são características de transições n-* 
A freqüência de absorção (comprimento de onda) é determinada pela diferença de energia 
entre os Orbitais Moleculares HOMO e LUMO 
Quanto maior o número de ligações duplas conjugadas que um comporto tem, maior será 
o  em que o composto absorve a luz. Isto significa que a diferença de energia (E) da transição 
eletrônica é menor. A medida que se aumenta a conjugação das ligações múltiplas diminui a 
diferença de energia entre os Orbitais Moleculares HOMO e LUMO consequentemente as 
transições eletrônicas tornan-se mais fáceis e o composto absorve a comprimentos de onda 
maiores. 
O O
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Assim quanto mais conjugado menor a energia necessária para que ocorra a transição 
eletrónica. Se o composto tem suficiente ligações duplas conjugada absorverá a luz na região do 
Visível (> 400 nm) e o composto tem cor. 
Este fenômeno pode ser observado pelo aumento do comprimento de onda a medida que 
se adiciona uma dupla conjugado no alceno. A cada ligação dupla adicional, temos um aumento de 
aproximadamente 30 nm. 
O -caroteno, precursor da vitamina A encontrado na cenoura, batata doce, damasco, etc., 
tem 11 ligações duplas conjugadas. Absorve radiação eletromagnética na região do visível no 
comprimento de onda 497 nm que tem a cor verde azulado. Esta é a luz absorvida pelo caroteno, 
porém nós percebemos a cor complementar do verde azulado que é o laranja. 
O Licopeno, responsável pela cor vermelha do tomate, pimentão absorve luz de 
comprimento de onda 505 nm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
H2C CH2
max
165
217
256
290
334
364
455
474
(nm)
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A luz branca é a mistura de todos os  do espectro visível. Com a remoção de algum  
(absorção), a luz remanescente, isto é, a luz transmitida aos nossos olhos tem a cor complementar 
daquela que foi absorvida. A tabela dá a relação entre os  da luz absorvida e a cor observada: 
 
Comprimento de onda (nm) Cor da luz Cor complementar 
400-435 Violeta Verde-amarelado 
435-480 Azul Amarelo 
480-490 Azul-esverdeado Laranja 
490-500 Verde-azulado Vermelho 
500-560 Verde Purpura 
560-580 Verde-amarelado Violeta 
580-595 Amarelo Azul 
595-610 Laranja Azul-esverdeado 
610-750 Vermelho Verde-azulado 
 
 
Quando uma molécula orgânica é submetida a radiação eletromagnética na região do UV-VIS 
, absorve energia (h) passando do estado fundamental (S0) para um estado excitado (S*). Para 
voltar ao estado fundamental a molécula emite uma quantidade de energia (h’) levemente inferior 
aquela absorvida. 
 
 
 
 
 
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A volta ao estado fundamental pode se dar por quatro caminhos diferentes: 
- “Quenching” volta ao estado fundamental sem emitir luz 
- Fluorescência, volta ao estado fundamental emitindo luz 
Os outros dois mecanismos pelos quais o eletros volta ao estado fundamental é a partir da 
formação de um estado triplete. O elétron decai para um nível de energia levemente inferior ao 
estado excitado (sem emitir luz), a este nível de energia se chama de estado triplete. A partir daí, o 
elétron volta ao estado fundamental por: 
- Fosforecência, decaimento lento do estado triplete ao estado fundamental emitindo luz 
- Volta lentamente do estado triplete ao fundamental sem emitir luz. 
 
 
 
 
 
 
 
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Desta forma a freqüência emitida é sempre menor que a freqüência absorvida. Podemos imaginar 
que ao longo do tempo a matéria vai acumulando energia em seus níveis vibracionais a medida 
que recebe radiação eletromagnética causando a sua deteriorização. Pode ser a causa do 
envelhecimento e explica o porque do excesso de sol causa envelhecimento precoce da pele. 
 
Cromóforo é aquela parte da molécula responsável pela absorção da luz no espetro do 
UV-VIS. Carbonila, ligação dupla, núcleo aromático, são exemplos de grupos cromóforos. 
Auxocromo é um grupo substituinte que unido ao cromóforo altera o máx+ e a intensidade 
de absorção. Ex grupo OH, NH2 
Considerando a molécula de fenol e anilina, em comparação com o benzeno, o par de 
elétrons não ligantes sobre o oxigênio e nitrogênio estão disponíveis para interação com o anel 
aromático, alterando máx e a absortividade molar da molécula. Note que a remoção de um próton 
do fenol, formando o íon fenolato, aumenta a interação dos elétrons com o anel aromático 
aumentando consequentemente o máx porque mais um par de elétrons não ligante está disponível 
para interação, aumentando a conjugação do anel aromático. Por outro lado, quando se protona a 
anilina, íon anilínium, não dispõe mais do par de elétrons não ligantes para interação com o anel 
e consequentemente absorverá luz num comprimento de onda menor. Note que o máx do íon 
anilinium é semelhante ao do benzeno que também não tem substituintes com par de elétrons 
disponível para conjugação com o anel aromático.Este é o princípio de funcionamento dos indicadores de pH: Por Exemplo, o metil orange 
é um indicador de pH que muda sua coloração em função da concentração hidrogenioiônica do 
meio. Assim o metilorange passa da cor de laranja em pH<4 para vermelho em pH>4. O mesmo 
acontece com a fenolftaleína que muda de incolor para rosa a pH=8,3. Com a formação do ânion 
aumenta-se a conjugação com o anel aromático e consequentemente aumenta o max de absorção 
OH O- NH2 NH3
+
máx = 255nm 270nm 287nm 280nm 254nm
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A espectroscopia UV-VIS tem pouco valor diagnóstico na elucidação estrutural. O mesmo 
tipo de cromóforo pode estar presente em substâncias diferentes e por conseguinte elas terão o 
mesmo espectro UV-VIS, pois o espectro depende do tipo de cromóforo presente na molécula. 
Ex: O óxido de mesitil e o colesta-4-ene-3-ona tem o mesmo espectro de absorção no UV-VIS. 
 
 
METILORANGE
 amarelo vermelho
H+
-OH
N N
SO 3
- Na+
N
CH3
CH3
N N
SO 3H
N
CH3
CH3
 
 incolor vermelho
H+
-O H
O
O
HO
O- Na+
O
O
HO
OH
FENOLFTALEÍNA
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A pesar de ter pouco valor diagnóstico na determinação estrutural, a Espectroscopia de 
UV-VIS teve no passado utilidade no estudo das estruturas das moléculas orgânicas. Por outro 
lado tem outras aplicações de grande valor analítico: 
 
Na determinação da velocidade das reações através da medida do aparecimento de 
alguma absorção devido a formação de um produto ou o desaparecimento da absorção devido um 
dos reagentes, num determinado comprimento de onda, em função do tempo. Ex. A enzima lactato 
desidrogenase catalisa a redução do piruvato pelo NADH para formar lactato. O NADH é a única 
espécie no meio da reação que absorve a luz em 340 nm. Assim a velocidade da reação pode ser 
determinada monitorando a diminuição da absorção a 340 nm do NADH. 
 
 
 
 
 
Determinação do pKa de compostos orgânicos. Entre os métodos de determinar o pKa 
de moléculas orgânicas destaca-se o método espectroscópico UV-VIS. 
CH3CCOO
-
O
+ NADH H++
lactato
desidrogenase
CH3CHCOO
-
OH
+ NAD+ 
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Por ex. Considerando a determinação do pKa do fenol: o íon fenolato tem um max a 287 
nm. Se a absorção a 287 nm for medida em função do pH, o pKa do fenol pode ser medido pela 
determinação do pH onde a absorção for a metade da absorção final. 
De modo geral, um ácido HÁ se dissocia conforme a equação: 
 
 
   AAHpHpKa log 
 
Por definição o pKa é o pH no qual as concentrações das espécies dissociada (A-) e não 
dissociada (AH) são idênticas. Se uma das espécies absorve radiação eletromagnética na região 
do UV-VIS, a razão [AH]/[A-] pode ser medida como ilustrado na figura abaixo: 
 
 
 
 Análise colorimétrica. A proporcionalidade da variação da intensidade de cor de uma 
substância com a sua concentração, estabelecida pela lei de Lambert-Beer, permite a utilização da 
espectroscopia Vis na análise quantitativa cuja técnica é denominada de análise colorimétrica. 
Substâncias incolores pode ser quantitativamente transformadas em produtos coloridos através de 
reações de cor específicas e seletivas. Outras pode formar complexos coloridos (como os metais) 
ou a variação no estado de oxidação pode também produzir espécies coloridas. Algumas 
substâncias são sensíveis a mudanças do pH do meio resultando em soluções coloridas. Por outro 
lado, a análise colorimétrica é um método de excelente reprodutibilidade a altamente sensível. 
 Alguns exemplos de aplicações práticas de análise colorimétrica: 
 
AH A- H++
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Determinação de Amônia: 
A amônia reage com tetraiodomercurato de potássio resultando num complexo de 
coloração marrom-alaranjado mantido numa solução coloidal. É conhecido como método de 
Nessler. 
 
 
 
 
 Determinação de Ferro: 
 O ferro (II) forma um complexo vermelho-alaranjado com 1-10-fenantrolina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Incolor vermelho-alaranjado 
 
 
 Determinação de Fenol 
 O fenol em meio básico e sob ação de uma agente oxidante hexacianoferrocianeto de 
potássio reage com 4-aminofenazona produzindo uma tinta amarela que pode se extraída da 
solução aquosa por extração com clorofórmio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NH2Hg2I3 KI NH4I K2[HI4] NH32 + 2 + 4 +
N
N
N
N
Fe
N
N
N
N
3 + Fe
+2
N
N O
CH3
CH3 NH2
+
OH
K2Fe(CN)6
OH-
N
N O
CH3
CH3 N
O
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 Desta forma muitos compostos orgânicos e inorgânicos podem resultar em reações 
coloridas específicas e a intensidade de cor medida espectrofotometricamente. A 
proporcionalidade entre a intensidade de cor e a concentração permite determinar com precisão a 
concentração de uma amostra desconhecida através da comparação do valor da absorção medida 
com uma curva padrão de calibração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPÍTULO - V 
 
 ESPECTROSCOPIA DE INFRAVERMELHO 
 
 
5.1 – INTRODUÇÃO 
 
A radiação eletromagnética Infra-Vermelha compreende a região do Espectro 
Eletromagnético de comprimentos de onda 7,8 x 10-6 m (imediatamente acima do visível) a 2,0 x 
10-3 m (imediatamente abaixo da região de micro ondas). A região vibracional do espectro de Infra-
Vermelho, que estuda os modos de vibração molecular, compreende uma faixa de comprimento de 
onda mais restrita do espectro eletromagnético que vai de 2,5 x 10-6 m a 2,5 x 10-5 m. Na região 
vibracional do Infra Vermelho utiliza-se a unidade micro metros (m) para o comprimento de onda. 
Porém o mais usual é referir-se ao número de ondas () em unidades centímetro recíproco (cm-1). 
A vantagem do uso da unidade número de ondas em cm-1 é que, a exemplo da freqüência () ela é 
diretamente proporcional a energia. 
 
5.2 - VIBRAÇÃO MOLECULAR 
 
Os compostos orgânicos são constituídos por átomos ligados entre si através de ligações 
covalentes. As ligações entre os átomos são flexíveis, portanto quando falamos em comprimento e 
ângulo de ligação, na verdade estamos nos referindo a uma média. Assim, os átomos unidos por 
ligação covalente não estão fixos numa determinada posição estando em contínua vibração de tal 
forma que existe, dentro de determinados limites variações no comprimento e ângulo das ligações.Um átomo em um sistema de eixos cartesianos apresenta três graus de liberdade representados 
pelo seu movimento ao logo dos eixos x, y e z. Portanto, uma molécula com “n” átomos possui 3n 
graus de liberdade incluindo translacional, rotacional e vibrações fundamentais. Numa molécula 
linear existem 2 graus de liberdade rotacional e 3 translacional e nas moléculas não lineares são 3 
graus de liberdade rotacional e translacional. Uma molécula não linear contendo “n” átomos, 
existem 3n-6 vibrações fundamentais. Por ex. numa simples molécula de etanol, C2H6O, existem 
21 vibrações fundamentais. Na molécula do ácido hexanoico, C6H12O2, existem 54 vibrações 
fundamentais. 
As vibrações fundamentais são agrupadas em dois tipos básicos que são estiramento e 
deformação angular. 
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Estiramento: é uma vibração que ocorre ao longo do eixo de ligação resultando em 
contínuo alongamento e encurtamento da ligação. Podemos fazer analogia com uma mola em 
espiral que se comprime e se estira aproximando e afastando os átomos envolvidos na ligação. 
 
 
H CH C H C 
 
Considerando uma molécula triatômica, o modo de vibração estiramento pode ser: 
Estiramento simétrico: é um modo vibracional onde os dois átomos se afastam e se aproximam 
do átomo central ao mesmo tempo. 
Estiramento assimétrico: é o modo vibracional onde enquanto um átomo se afasta o outro átomo 
se aproxima do átomo central e vice versa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Deformação angular: é um modo de vibração onde os átomos se movimentam mudando 
o ângulo de ligação entre três átomos. Considerando três átomos definindo um plano no espaço, 
os átomos podem vibrar movimentando-se sem sair deste plano (deformação angular no plano); ou 
podem vibrar movimentando-se para fora do plano (deformação angular fora do plano). 
Deformação angular no plano: A vibração no plano pode ser simétrica ou assimétrica. A 
deformação angular simétrica ocorre quando dois átomos ligados a um terceiro átomo central se 
movimentam em direção oposta um do outro aumentando ou diminuindo o ângulo de ligação. Este 
modo vibracional é denominado scissoring. Lembra o movimento de uma tesoura. A deformação 
angular assimétrica no plano ocorre quando os átomos se movimentam angularmente no mesmo 
sentido em relação a um átomo central. Este modo vibracional é denominado de rocking. É um 
movimento análogo de um balanço. 
 
C
H
H
C
H
H
estiramento simétrico estiramento assimétrico
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Deformação angular fora do plano: O modo de vibração angular fora do plano pode também ser 
simétrico ou assimétrico. Considerando os três átomos contidos num plano, a deformação angular 
simétrica se dá quando os átomos se movimentam um para frente e outro para trás do plano. Este 
modo vibracional é denominado de twisting e lembra um movimento de torção. Quando ambos os 
átomos se movimentam na mesma direção, para frente ou para trás do plano, a vibração é 
assimétrica e denominamos de waging. É um movimento similar de uma trava. Observe que na 
figura a seta positiva indica o movimento do átomo para frente do plano da folha e a seta negativa 
indica o movimento para trás do plano. 
 Freqüência de vibração e intensidade de absorção: A energia associada às vibrações 
moleculares é quantizada. Lembre que cada nível de energia eletrônica possui vários níveis de 
energia vibracional e estas possuem vários níveis de energia rotacional: 
 
 
 
C
H
H
C
H
H
scissoring rocking
C
H
H
C
H
H
waging twisting
+
+
+
_
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 122
Assim a diferença de Energia entre dois níveis vibracionais é quantizada e é dada pela 
equação E = hυ, onde h é a constante de Planck e υ é a frequência de vibração. As trocas de 
energia durante as vibrações moleculares são da ordem de 2,0 a 10,0 Kcal/mol. 
 Nem toda vibração molecular resulta em absorção de energia Infra-Vermelha. Para que 
uma vibração ocorra com absorção de energia IV, o momento dipolar da molécula deverá variar 
durante a vibração. Por ex. na vibração de estiramento simétrico da ligação dupla C=C do eteno 
não há variação de momento dipolo, portanto esta vibração não absorve radiação IV . 
 O espectro de Infra Vermelho de uma substância é um gráfico que relaciona a freqüência 
de absorção expressa em numero de onda, na região de 4000 cm-1 a 400 cm-1 , das possíveis 
vibrações de uma molécula, em função de suas intensidades de absorção. Assim, na interpretação 
de um espectro na região do Infra-vermalho, dois parâmetros devem ser analisados: a posição 
(freqüência de absorção) e a intensidade da absorção. 
A intensidade de absorção no espectro de IV é expressa em % de transmissão da radiação 
eletromagnética que atravessa a amostra e está diretamente relacionada com polaridade da 
ligação. Portanto quanto mais polarizável for uma ligação, mais intensa será sua absorção. A 
intensidade das absorções no espectro de IV depende fundamentalmente das trocas no momento 
dipolar da ligação. Quanto maior for a troca no momento dipolar de uma ligação, mais intensa será 
a respectiva absorção. Considerando a polaridade das ligações C-O < O-H < N-H < C-H, as 
respectivas intensidades seguem a mesma ordem. Por ex. o estiramento da ligação O-H e da 
ligação C=O tem alta intensidade porque estas ligações possuem momento dipolar alto. Ligação C-
H, cujo momento dipolar é pequeno, a intensidade do estiramento é muito fraca. Para efeitos de 
análise de espectros de IV podemos classificar a intensidade das absorções como sendo forte, 
média, fraca, larga e fina. A intensidade de uma absorção também depende do número de ligações 
e da concentração da amostra. 
 A freqüência de absorção de uma determinada ligação química é determinada pela força 
da ligação e pela massa reduzida do átomo envolvido na vibração. A equação derivada da lei de 
Hooke calcula aproximadamente a freqüência da vibração: 
 
N = número de Avogadro 

NK
c.2
1 K = constante de força da ligação 
 = massa reduzida do átomo 
 
A equação mostra que quanto mais forte for uma ligação e quanto mais leve os átomos envolvidos, 
maior a freqüência de vibração de estiramento. Isto nos permite traçar algumas linhas gerais com 
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respeito a posição no espectro de IV das bandas de absorção de estiramento das ligações, 
considerando alguns efeitos que afetam a freqüência de estiramento das ligações: 
1- Massa reduzida dos átomos envolvidos na ligação - Devido que o átomo de hidrogênio é o mais 
leve, a vibração de estiramento de ligações com o hidrogênio absorve nas maiores freqüências do 
espectro de IV. 
2- Efeito da Ordem de Ligação - A ordem de ligação afeta a força de ligação, portanto a posição 
(freqüência) de absorção: 
? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
?
? ? ? ?
 
Assim, as bandas de absorção devido ao estiramento destas ligações são esperadas serem 
encontradas nas seguintes faixas de freqüências: 
C≡C → ~2200 cm-1; C=C → ~1650 cm-1; C-C → ~1200-800 cm-1 
C≡N → ~2200 cm-1; C=N → ~1650 cm-1; C-N → ~1200-800 cm-1 
C=O→ ~1650-1850 cm-1; C-O → ~1300-800 cm-13 – Efeitos eletrônicos de Ressonância e Indutivo - A deslocalização de elétrons, os efeitos 
eletrônicos de grupos visinhos e ligações de hidrogênio afetam significativamente a ordem de uma 
ligação covalente. Por ex. o grupo carbonila de uma cetona absorve tipicamente na freqüência de 
1715 cm-1. Se, porém, esta carbonila estiver conjugada com uma ligação duplo ou a um anel 
aromático, sua freqüência de vibração se desloca para aproximadamente 1690 cm-1. A 
deslocalização eletrônica no sistema de elétrons π confere um menor caráter de dupla para a 
ligação C=O, tornando-a mais fraca e consequentemente menos energia será necessário para seu 
estiramento. Este efeito pode ser ilustrado com as formas de ressonância da butenona. Como uma 
ligação simples é mais fraca que uma ligação dupla, um grupo carbonila (conjugado) com 
significante caráter de ligação simples, terá freqüência de estiramento menor que uma carbonila 
não conjugada. 
?
?
?
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?
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butanona for mas de ressonânci a da butenona
 
 
 
A ligação C-O de alcoóis e éteres tem caráter de pura ligação simples e sua freqüência de 
estiramento é observada em torno de 1050 cm-1. A ligação C-O nos ácidos carboxílicos, devido o 
efeito o efeito de ressonância do par de elétrons não compartilhado do oxigênio, possui um 
significante caráter de ligação dupla e sua freqüência de estiramento é observada na região de 
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1250 cm-1. A função éster possui dois tipos de ligação C-O, uma etérea (não conjugada) que 
absorve em ~1050 cm-1 e uma conjugada a carbonila pela deslocalização do par de eletrons não 
compartilhado do oxigenio cuja freqüência de absorção ocorre em torno de 1250 cm-1. 
 
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?
CH3 O CH2 CH3 ?
?
CH3 O CH2 CH3
?
?
CH3 O CH2 CH3
1250 c m-1
 
 
4- Efeito da ligação de hidrogênio - O estiramento das ligações O-H e N-H são sensíveis a ligação 
de hidrogênio. Por ex. a freqüência de estiramento da ligação O-H livre do 1 hexanol, no espectro 
de IV obtido na fase gasosa, é de 3670 cm-1. Numa solução diluída (0,5 M em clorofórmio), parte 
dos grupos O-H estão envolvidos em ligação de hidrogênio e a freqüência de estiramento é 
deslocada para 3340 cm-1 com alargamento da banda de absorção. O estiramento de grupos O-H 
livre residual é observado em 3640 cm-1. O espectro obtido com a amostra concentrada na forma 
de filme líquido mostra a freqüência de estiramento do grupo O-H com ligação de hidrogênio em 
3325 cm-1. A ligação de hidrogênio enfraquece a ligação O-H, portanto sua freqüência de 
estiramento se desloca para valores menores. 
 
 
 
A influencia da ligação de hidrogênio pode também ser observada em ouros grupos como por ex 
em ácidos carboxílicos, diminuindo significativamente a freqüência de estiramento do grupo 
carbonila devido a associação dimérica através de duas ligações de hidrogênio. Um outro exemplo 
pode ser observado na molécula de 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona. 
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5.3 - INTERPRETAÇÃO DE ESPECTROS IV 
 
 Os tipos fundamentais de vibração molecular (estiramentos e deformações angulares) 
absorvem a energia da radiação eletromagnética IV em distintas regiões de freqüência. Deste 
modo, para efeitos de interpretação o espectro de IV pode ser dividido em três regiões: 
a) Região dos Grupos Funcionais (4000 cm-1 a 1200 cm-1). Esta é a região onde ocorre a maioria 
das vibrações de estiramento das ligações mais representativas dos grupos funcionais das 
moléculas orgânicas. Podemos determinar a presença ou ausência de grupos funcionais 
analisando essas freqüências de absorção. 
b) Região da Impressão Digital (fingerprint) da molécula (1300 cm-1 a 900 cm-1). São absorções 
características das deformações angulares. Essa região do espectro é bastante complexa por 
apresentar um grande número de bandas de absorção, tal que cada molécula apresenta um 
padrão de absorção característico e único, como se fosse uma impressão digital da substância. 
Devido esta complexidade fica muito difícil identificar todas as bandas de absorção. 
c) Região das deformações angulares fora do plano. É representada principalmente pela faixa de 
freqüência que vai de 400 cm-1 a aproximadamente 1000 cm-1. Esta região é muito útil no 
diagnostico de acenos e arenos. 
 
A figura xx mostra uma panorâmica das faixas de freqüências usualmente observadas para 
vibrações fundamental do tipo deformação angular e estiramento de diferentes ligações 
químicas numa molécula orgânica. 
 
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 Para que o estudante possa tirar o maior número de informações estruturais na 
interpretação de um espectro de IV, é importante seguir um roteiro estratégico como o apresentado 
na seguência: 
a- Observar primeiramente o grupo de absorções de maior número de onda (> 1600 cm-1) e 
tentar propor os grupos funcionais presentes na molécula usando as tabelas de correlação 
de frequências, fazendo uma pequena lista de possibilidades. A tabela ....apresenta um 
resumo das freqüências de estiramento para os principais grupos funcionais. Listas mais 
completas poderão ser consultadas nas referencias. 
b- Analisar a região de deformação angular para confirmar ou descartar possibilidades 
estruturais. 
c- Checar cuidadosamente as informações cruzadas como por ex. uma absorção forte em 
1690 cm-1 juntamente com uma absorção bastante larga na região de 3500-3000 cm-1 
indica um grupo ácido carboxílico. Já a mesma absorção em 1690 cm-1 com ausência de 
absorção na região de estiramento O-H, indica uma função carbonila α,β-insaturada (anel 
aromático ou ligação dupla). Uma forte absorção em 1730 cm-1 aliada a uma pequena a 
media absorção na região de 2700-2800 cm-1 é um bom diagnostico para a função aldeído. 
d- Prestar atenção na ausência de bandas em determinadas regiões do espectro. Por ex. se 
não for observada nenhuma absorção na região entre 3000-3700 cm -1 significa que na 
molécula não tem grupos hidroxila. Pode também indicar ausência degrupo N-H e de 
hidrogênio ligado a carbono sp2 . Ausência de absorções na região entre 1600-1850 cm-1 
informa que a molécula não tem função carbonilada. 
e- Levar em conta a intensidade da absorção. Sabe-se por exemplo que o estiramento da 
ligação C-H resulta uma banda de absorção de fraca intensidade. Portanto se no espectro 
for observado uma banda intensa na região de 2820-2990 cm-1 podemos concluir que 
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estamos frente a uma porção estrutural hidrocarbonada, e quanto mais intensa for esta 
absorção em relação a outras absorções, maior será a cadeia carbonada. Essa informação 
tem elevado valor diagnostico na identificação de produtos naturais, onde se pode 
distinguir entre as estruturas de um diterpeno e triterpeno através de um espectro de IV 
observando as intensidades relativas do estiramento C-H, C=O ou O-H. Se a intensidade 
da absorção C-H for maior que C=O ou O-H, trata-se de um triterpeno, se for menor, é um 
diterpeno. No entanto, a intensidade das bandas de absorção deve ser analisada com 
cautela, pois poder ocorrer consideráveis variações para um mesmo grupo. 
f- Atenção a pequenas variações de freqüência. Elaspodem ser causadas pelo modo de se 
obter o espectro tal como em filme, pastilha de KBr ou em solução, onde a freqüência de 
absorção de alguns grupos são bastante sensíveis ao solvente. 
g- Se o espectro for obtido em solução, não se esqueça de subtrair a absorção do solvente. 
h- Finalmente, não espere ser capaz de assinalar muitas bandas de absorção no espetro. 
 
Freqüências de absorção características de Grupos Funcionais 
 
Grupo Funcional Ligação Escala de Freqüência cm-1 Intensidade 
Hidróxido (álcool) O-H 3200-3700 Forte 
Hidróxido 
(ác. Carboxílico) 
O-H 2500-3300 Forte e Larga 
Amina N-H 3300-3500 Média 
Alkinil C-H 3150-3300 Média 
Alkenil =C-H 3030-3100 Média 
Aromatico C-H 3010-3050 Média 
Alkil C-H 2850-2980 Fraca 
Aldeído =C-H 2680-2720 Média 
Nitrilas CN 2200-2260 Média 
Alkinil CC 2100-2260 Média 
Carbonilas em geral C=O 1630-1850 Muito Forte 
Cetonas C=O 1710-1720 Muito Forte 
Esteres C=O 1735-1750 Muito Forte 
Lactonas C=O 1740-1850 Muito Forte 
Ácidos Carboxílicos C=O 1630-1690 Muito Forte 
Alkenil C=C 1620-1680 Forte 
Aromático C=C 1450-1630 Forte 
Álcool, Éter, Ester, Ácido etc. C-O 1250-1050 Forte 
 
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5.4 – ALCANOS 
 
O Espectro de IV dos alcanos é bastante simples. A banda de absorção mais característica 
é devido ao estiramento da ligação C-H observada na região entre 2850-2990 cm-1. Por ser uma 
ligação de baixíssima polaridade, esta é uma absorção de baixa intensidade. Contudo se a 
molécula tiver um grande número de ligações C-H, a intensidade de absorção observada será 
maior devido à sobreposição e acúmulo das absorções. Assim, quanto maior o número de ligações 
C-H (de grupos metil {CH3}, metileno {CH2} e metino {CH}) mais intensa será a absorção nesta 
região. Outra banda de absorção importante observada na região de 1400 cm-1 é resultado das 
vibrações tipo deformação angular. 
O diagnostico de um alcano vem da observação de um grupo de absorções na região de 
2830-2990 cm-1 com a ausência de outras absorções acima de 1500 cm-1. Observe no espectro IV 
do n-hexano as múltiplas absorções entre 2850-2980 cm-1 característico do estiramento C-H, e em 
1465 cm-1 absorção devido a deformação angular dos grupos metileno. A absorção em 1380 cm-1 é 
atribuída a freqüência de deformação angular do grupo metil. 
 
 
 
 
 
 
 
 Todo o composto orgânico que possuir uma cadeia hidrocarbonada alifática em sua 
estrutura irá apresentar em seu espectro de IV também as absorções características de alcanos. 
 
 
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5.5 - ALCENOS 
 
 Os alcenos são identificados no espectro de IV através das freqüências de absorção 
devidas ao estiramento das ligações C=C e =C-H. Analisando o espectro de IV do 2-ciclohexeno, 
observam-se as freqüências de absorção características do estiramento da ligação =C-H 
representada pela fina banda de absorção em 3040 cm-1 e da ligação C=C em 1640 cm-1. As 
absorções em 995 cm-1 e 908 cm-1 são atribuídas a deformação angular fora do plano típicas de 
alcenos monosubstituidos. Além disso, estão presentes as bandas de absorção na região do 
estiramento e deformação angular C-H da porção saturada da molécula. 
 
 
 
 
Uma análise cuidadosa das freqüências de absorção referente a deformação angular fora 
do plano da ligação =C-H orienta na determinação do padrão de substituição dos alcenos: 
 
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Padrão de 
substituição do 
alceno 
monosubstituido di-geminal di-cis di-trans trisubstituido
Freqüência de 
deformação 
angular =C-H 
905-920 cm-1 
 e 
985-1000 cm-1 
 
885-895 cm-1 
 
680-730 cm-1 
 
960-970 cm-1 
 
790-840 cm-1 
 
 
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Os espectros de IV do ciclohexeno e do 2-metil-2-buteno ilustram a deformação angular 
fora do plano da ligação =C-H de alcenos cis-disubstituidos e trisubstituidos representados pelas 
freqüências de absorção em 730 cm-1 e 802 cm-1 respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
5.6 - ALCINOS 
 
 O estiramento da ligação ≡C-H que caracteriza os alcinos terminais está representada por 
uma intensa e fina banda de absorção próximo de 3300 cm-1. O estiramento da ligação C≡C pode 
ser observado em 2150 cm-1 no espectro de IV do 1-hexino. Note que também são observadas as 
freqüências de estiramento e deformação angular das ligações C-H dos carbonos sp3, absorções 
características da porção saturada da cadeia. 
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5.7 - HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS 
 
 Os compostos aromáticos são caracterizados no espectro de IV pelas freqüências de 
estiramento das ligações C-H e C=C aromática observadas nas regiões de 3000-3090 cm-1 (2 a 3 
bandas de intensidade média) e 1500-1600 cm1 (2 a 3 bandas de intensidade média a alta) 
respectivamente. Também é característico de compostos aromáticos fortes bandas de absorção 
resultantes de deformação angular C-H fora do plano do anel aromático que são observadas a 
baixas freqüências na região de 670-900 cm-1. O espectro de IV do tolueno mostra absorções 
típicas de anel aromático representadas pelo estiramento C-H aromático em 3028 cm-1, 3060 cm-
1,3075 cm-1, C=C aromático em 1490 cm-1e 1605 cm-1, deformação angular fora do plano do anel 
aromático em 696cm-1e 730 cm-1 , além de estiramentos e deformação angular das ligações C-H 
do grupo metil. 
 
 
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 Uma análise cuidadosa da região de freqüência das deformações angulares fora do plano 
do anel aromático fornece importantes informações na determinação do padrão de substituição dos 
anéis aromáticos. Por exemplo, aromáticos monossubstituídos apresentam duas fortes bandas de 
absorção entre 730-680 cm-1. Veja a indicação no espectro de IV do tolueno. Um aromático o-
dissubstituido, como por exemplo o orto-xileno, apresenta apenas uma forte absorção na região de 
735-770 cm-1. Já num aromático p-dissubstituído, esta absorção é deslocada para a região de 790-
860 cm-1. 
 
 
 O espectro de IV da benzonitrila apresenta as bandas de absorção devidas aos 
estiramentos C-h e C=C aromáticos, as duas bandas de deformação angular fora do plano do anel 
aromático em 1770 cm-1 e 1690 cm-1 tipicas de um anel aromático monosubstituido. O espectro 
também destaca o estiramento da ligação ≡C-H em 3300 cm -1 e C≡C em 2100 cm-1 caracteristicos 
de Alcino termial. 
 
 
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5.8 - ÁLCOOIS 
 
 As bandas de absorção que caracterizam os alcoóis são aquela devido ao estiramento da 
ligação O-H na região de 3200-3700 cm-1 e da ligação C-O entre 1000 e 1280 cm-1. A posição e a 
intensidade da absorção do estiramento da ligação O-H depende da extensão em que estes 
grupos estão envolvidos em ligações de hidrogênio. Grupo OH livre de alcoóis e fenóis absorve em 
3600-3650 cm-1 como uma banda fina e de média intensidade. A medida que o grupo OH compõe 
um sistema com ligação de hidrogênio, a ligação O-H se torna mais fraca necessitando de menosenergia para o estiramento, que, portanto ocorre em menores freqüências. Outra conseqüência da 
ligação de hidrogênio é o significativo alargamento e aumento de intensidade da respectiva banda 
de absorção. Na pratica observa-se a variação de freqüência na banda de absorção do 
estiramento OH em função da concentração e do solvente em que o espectro IV for obtido. Note 
que quanto mais concentrada for a amostra maior a extensão de formação de ligações de 
hidrogênio entre as moléculas de álcool. Solventes polares também fazem pontes de hidrogênio 
com o álcool. 
 No espectro de IV do etanol, observa-se o estiramento OH em 3340 cm-1 como uma 
banda larga e intensa. Este perfil indica que o espectro IV foi obtido com a amostra concentrada na 
forma de filme líquido. O estiramento C-O aparece em 1050 cm-1. A banda pontilha em 3650 cm-1 
ilustra a absorção do grupo OH livre do etanol na fase gasosa. 
 
 
 
 Uma análise comparativa dos espectros de IV do ciclohexanol e do fenol, obtidos na forma 
de filme líquido, permite facilmente identificar as bandas de absorção de alto valor diagnóstico para 
ambos compostos. Nos dois espectros, é inconfundível a banda larga e intensa do grupo O-H 
envolvido em ligação de hidrogênio. O estiramento C-H já começa a fazer a diferença entre o 
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composto alifático e aromático. O estiramento C-O também faz a diferença, no ciclohexanol é 
observado tipicamente em 1050 cm-1. No entanto, no fenol, devido o envolvimento do par de 
elétrons não compartilhado do oxigênio na ressonância do anel aromático, a ligação C-O adquire 
certo caráter de ligação dupla, necessitando de uma maior freqüência de estiramento o que é 
observado em 2220 cm-1. Além disso, o espectro de IV do fenol mostra claramente três bandas de 
absorção de estiramento C=C aromática e duas bandas em 1690 e 1770 cm-1 resultantes de 
deformações angulares fora do plano da ligação C-H aromática, diagnóstico de anel aromático 
nonossubstituído. 
 
OH OH OH OH OH
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lig. com carater "pi"
 
 
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5.9 - ÉTERES 
 
 Éteres são facilmente diagnosticados pela ausência de absorção devido ao estiramento 
OH e a presença de uma forte absorção referente ao estiramento da ligação C-O que aparece em 
1130 cm-1 no espectro de IV do éter etílico. Como em todo composto orgânico que possui cadeia 
alifática, observa-se ainda as absorções referentes às freqüências de estiramento e deformação 
angular da ligação C-H. 
 No espectro de infra-vermelho do éter dietilico podemos observar a forte banda de 
absorção da ligação C-O na região de 1100 cm-1. 
 
 
 
 
 
 
5.10 - ALDEÍDOS E CETONAS 
 
 O estiramento da ligação dupla C=O do grupo carbonila mostra uma forte absorção muito 
característica na região de freqüência entre 1630-1810 cm-1. Absorção intensa nesta região é um 
diagnóstico bastante seguro da presença do grupo carbonila na molécula. Várias funções da 
química orgânica possuem em suas estruturas o grupo carbonila como cetonas, aldeídos, ácidos 
carboxílicos e seus derivados (ésteres, amidas, lactonas, anidridos, haletos de ácido etc) 
 A freqüência de vibração da ligação C=O é muito sensível ao ambiente químico do grupo 
carbonila. Assim cada função orgânica que tem o grupo carbonilada em sua estrutura absorve 
numa região bastante restrita e específica de freqüência devido ao estiramento da ligação C=O da 
carbonila. Cetonas alifáticas normais, como por exemplo a 2-pentatona, absorvem tipicamente em 
1715 cm-1 devido ao estiramento da ligação C=O. 
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A freqüência de estiramento do grupo carbonila é perturbada por três fatores: a) 
incorporação da carbonila em pequenos anéis, tais como de cinco, quatro e três membros, 
aumenta a freqüência de estiramento do grupo carbonila; b) conjugação com ligação dupla ou anel 
aromático diminui a freqüência de estiramento do grupo carbonila; c) grupos substituintes 
retiradores ou doadores de elétrons por efeito indutivo na posição α-carbonila perturbam a 
freqüência de absorção de estiramento da carbonila. Grupos doadores de elétrons sobre a 
carbonila estabilizam a estrutura iônica contribuidora de ressonância aumentando, assim o caráter 
sigma da ligação dupla C=O o que diminui sua freqüência de estiramento. Grupos retiradores de 
elétrons têm o efeito oposto. Para um maior entendimento destes efeitos, recordamos aqui alguns 
aspectos estruturais. A estrutura do grupo C=O é um hibrido da contribuição de duas formas de 
ressonância: 
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A força da ligação C=O e consequentemente a freqüência de estiramento depende do quanto a 
forma iônica (ligação simples C-O) contribui para o hibrido de ressonância em estruturas 
carboniladas. Ou seja, quanto maior o caráter de ligação simples da carbonila (mais fraca a 
ligação) menor a freqüência de estiramento. 
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Em cetonas cíclicas com anéis menores de seis membros existe um aumento da tensão 
angular tendo como conseqüência um encurtamento da ligação C=O. Um grupo carbonil normal 
está sp2 hibridizado e o ângulo das ligações é de 1200. A ligação dupla C=O é constituída de uma 
ligação “π” e uma ligação. A ligação “σ” C-O tem 33% de caráter “s”. Num anel de 5 membros o 
ângulo de ligação é de 1080, no de quatro membros é de 900 e no de 3 membros é de 600. Com a 
diminuição do ângulo a ligação C-C adquire maior caráter “p” e a ligação sigma C-O 
corespondentemente um maior caráter “s”. Isto torna a ligação C=O mais curta e mais forte. O 
resultado deste efeito é o deslocamento da absorção da carbonila para freqüências maiores. Veja 
os valores referência para carbonilas em anel de sei, cinco, quatro e três membros: 
 
O O O O
1715 cm-1 1748 cm-1 1783 cm-1 1850 cm-1 
 
 
 Quando o grupo carbonila está conjugado com uma ligação dupla ou anel aromático, a 
freqüência de absorção se desloca para números de onda menores. Isto ocorre porque com a 
conjugação, a ligação dupla C=O adquire certo caráter de ligação simples (torna-se mais fraca) 
necessitando, portanto, uma menor freqüência de estiramento. As formas de ressonância da 
estrutura de uma cetona conjugada ilustra este fenômeno mostrando a contribuição de uma 
estrutura com ligação dupla C=O e de duas estruturas com ligação simples C-O: 
 
 
 
 Veja no exemplo do espectro de IV da 2-ciclohexenona onde a carbonila absorve em 1690 cm-1. 
estão presentes também uma pequena absorção devido o estiramento C-H olefínico em 3070 cm-1 
e o estiramento C=C em 1617 cm-1 que está quase encoberto pela banda da carbonila. No ciclo 
pentenona e 1-indanona, por exemplo, observam-se os dois efeitos: por um lado a contração do 
anel aumenta a freqüência de absorção da carbonila por outro a conjugação diminui a freqüência 
de estiramento C=O. Uma extensão na conjugação da carbonila leva uma maior diminuição na sua 
freqüência de absorção como ilustrado com o cinamaldeído onde o grupo C=O absorve em 1678 
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cm-1. Porém, se a carbonila não estiver conjugada, sua posição no espectro de IV é determinada 
somente pelo tamanho do anel como mostrado para 2-indanona e 2-tetralona: 
 
O
OO O
O
1690 cm-1 1710 cm-1 1712 cm-1 1750 cm-1 
ciclohexenona ciclopentenona 1-indanona 2-indanona 
?
C ?
?
1715 cm-1 1683 cm-1 1678 cm-1 
2-tetralona 1-tetralona cinamaldeido 
 
 
 
 
Analisando agora o espectro de 1-fenil-2-butanona já podemos atribuir um maior número 
de bandas de absorção as quais nos fornecem importes informações estruturais tais como a 
presença de C-H aromático e alifático bem como as bandas aromáticas oriundas do estiramento 
C=C indicando uma estrutura com anel aromático ligado a uma cadeia alifática saturada. As duas 
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fortes bandas em 730 e 780 cm-1 indica que o anel aromático é monosubstituido e a carbonila em 
1715 define a função cetona na cadeia alifática e que está a pelo menos um grupo metileno 
distante do anel aromático. 
 
 
 Nos aldeídos o grupo carbonila absorve tipicamente em 1730 cm-1, 15 cm-1 a mais que nas 
cetonas. Isto ocorre devido ao efeito doador de elétrons do grupo alquil: nas cetonas são dois 
grupos alquila doando elétrons para a carbonila, nos aldeídos é apenas um grupo alquil. Portanto 
nos aldeídos o contribuidor de ressonância estrutura iônica está menos estabilizado que nas 
cetonas e sua freqüência de absorção será levemente maior. No entanto o diagnostico de aldeído 
é feito pela presença da banda de absorção de carbonila juntamente com a presença de duas 
bandas de absorção na região de 2680 cm-1 a 2820 cm-1 como resultado do estiramento da ligação 
C-H do grupo aldeído. O espetro de IV do pentanal mostra as absorções de estiramento C=O em 
1730 cm-1, C-H aldeído em 2725 cm-1 e 2827 cm-1 entre as absorções devido a cadeia alquilica 
saturada como o estiramento da ligação C-H alifatica. No benzaldeído o estiramento da carbonila 
 
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é observado em 1696 cm-1, 34 cm-1 a menos que o normal divido a conjugação da carbonila com o 
anel aromático. As duas bandas em 2827 cm-1 e 2745 cm-1 são atribuídas ao estiramento da 
ligação C-H aldeído. Observa-se também as demais absorções devidas as vibrações da estrutura 
aromática. 
 
 
 
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C=O em 1705 cm-1 e C-O em 1200 
 
 
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5.11 - ÁCIDOS CARBOXÍLICOS E DERIVADOS 
 
Os ácidos carboxílicos no estado sólido ou líquido ou mesmo em solução apresentam-se 
na forma dimérica devido a formação de duas fortes ligações de hidrogênio intermolecular entre o 
grupo hidróxi de uma molécula com a carbonila de outra. Deste arranjo geométrico resulta num 
significativo alargamento e deslocamento da banda de absorção do estiramento da ligação O-H 
para freqüências menores que aquelas dos alcoóis. Assim, o espectro de IV dos ácidos 
carboxílicos tem como característica uma intensa e muito larga banda de absorção cobrindo a 
região entre 2400 e 3400 cm-1, sobrepondo-se muitas vezes ao estiramento de ligações C-H de 
grupos alquilas, aromáticos e olefinas. O mesmo ocorre com o estiramento da ligação C=O, que é 
observado na região de 1680-1725 cm-1 sendo caracteristicamente mais larga que a de aldeídos e 
cetonas. No entanto, na fase gasosa não ocorre o arranjo dimérico com os ácidos carboxílicos e o 
estiramento dos grupos hidroxi e carbonila livres ocorrem em freqüências maiores como bandas 
finas. O espectro de IV do ácido propanóico ilustra este fenômeno mostrando as largas bandas de 
absorção dos grupos O-H centrado em 3000 cm-1 e C=O em 1695 cm-1 correspondente a forma 
dimerica. Na fase gasosa onde temos somente monômeros, o estiramento O-H é observado em 
3580 cm-1 e C=O em 1785 cm-1 em forma de bandas finas como mostra a parte pontilhada do 
espectro. Observe que o estiramento C-H alifático está praticamente encoberto pela absorção O-H 
do dímero. Nos ácidos carboxílicos o estiramento da ligação C-O também está deslocado para 
uma freqüência maior em relação aos alcoóis e está representada no espectro IV do ácido 
propiônico pela absorção em 1200 cm-1. O par de elétrons não compartilhado do oxigênio está em 
ressonância com a carbonila deixando a ligação C-O com certo caráter de dupla. 
 
 
 
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 Entre os fatores que afetam a freqüência de estiramento do grupo carbonila está o efeito 
eletrônico dos grupos substituintes. Um heteroátomo (O, N ou halogênio) ligado a carbonila pode 
aumentar ou diminuir a freqüência de estiramento C=O dependendo se o efeito eletrônico 
predominante for de retirar elétrons por efeito indutivo ou de doar elétrons por efeito de 
ressonância. O efeito eletrônico predominante dos haletos nos haletos de ácidos é o forte efeito 
indutivo de retirar elétrons. Considerando que na estrutura da carbonila existe a contribuição de 
duas formas de ressonância, a presença do halogênio retirador de elétrons torna a forma iônica 
menos estável (contribui menos) deixando a ligação C=O da carbonila com mais caráter de dupla 
(comparado com a das cetonas), mais forte, necessitando de maior freqüência (energia) para o 
estiramento. A freqüência de absorção devido ao estiramento da carbonila nos haletos de acido 
segue a eletronegatividade do halogênio: 1860 cm-1 (Fluoretos), 1800 cm-1 (cloretos e brometos). 
O efeito eletrônico predominante do oxigênio nos ésteres é também de retirar elétrons por 
efeito indutivo, porém mais fraco que nos haletos. Isto resulta, como já sabemos, numa ligação 
C=O com maior caráter de dupla (mais forte) e absorverá em freqüência maior que as 
correspondentes cetonas. Por outro lado, considerando o efeito eletrônico do oxigênio de doar 
elétrons por ressonância, a ligação C-OR terá um maior caráter de ligação dupla e sua freqüência 
de estiramento se desloca para valores maiores que as correspondentes nos alcoóis e éteres. 
Tipicamente a freqüência de estiramento da ligação C-OR nos alcoóis e éteres é 1050 cm-1 e a 
correspondente nos ácidos carboxílicos e ésteres é 1250 cm-1. O espectro de IV do butanoato de 
etila ilustra muito bem estas absorções característica de diagnostico de ésteres. Os estiramentos 
da função éster são observados em 1740 cm-1 (C=O), 1200 cm-1 (O-CO) e 1100 cm-1 (C-OR). 
 
 
 
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Com o átomo de nitrogênio ligado a carbonila acontece o contrário. Seu efeito 
predominante é de doar elétrons por ressonância, estabiliza a forma iônica que contribuirá mais 
para o hibrido de ressonância. Desta forma, nas amidas, a ligação C=O tem mais caráter de 
simples, mais fraca, e sua freqüência de estiramento se desloca para valores menores (menos 
energia de estiramento) em relaçãoàs cetonas. No espectro de IV da N,N-dimetil propanamida o 
estiramento C=O é observado em 1648 cm-1. Semelhantemente aos ésteres, nas amidas são 
observadas duas bandas de absorções de estiramento C-N, a conjugada NA REGIÃO DE 1090-
1230 cm-1. Também são observadas pequenas absorções na região de 3400 a 3700 cm-1 devido 
ao estiramento das ligações N-H. 
 
 
 Observe que no espectro de IV de uma amida secunndária aparece apenas uma absorção 
devido ao estiramento N-H, numa amida primária aparecem duas absorções devido aos 
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estiramentos das ligações N-H do resíduo -NH2. Por outro lado, em amidas terciárias como no 
espectro acima, não é observado nenhuma absorção na região de N-H. 
 
5.12 - AMINAS