5 tipos de espectroscopia

La espectroscopia es un campo muy amplio que comprende varias subdisciplinas diferentes y una amplia gama de técnicas, cada una de las cuales utiliza equipos muy especializados. Esta entrada del blog explora cinco de los tipos más populares de espectroscopia.

Definición de espectroscopia

La espectroscopia es la ciencia que estudia los materiales midiendo su respuesta a diferentes frecuencias de radiación. Cabe señalar que, aunque algunas formas de espectroscopia utilizan otras formas de energía radiativa, como las ondas acústicas o de materia, prácticamente siempre se entiende que la espectroscopia utiliza electromagnético radiación para sondear la materia.

La espectroscopia es una herramienta fundamental del estudio científico, con aplicaciones que van desde la caracterización de materiales hasta la astronomía y la medicina. Las técnicas espectroscópicas se suelen clasificar según la región de longitud de onda utilizada, la naturaleza de la interacción implicada o el tipo de material estudiado.

Espectroscopia infrarroja (IR)

Los fotones de la región infrarroja del espectro electromagnético tienen energías características que corresponden a las de las vibraciones moleculares; esto significa que la espectroscopia IR sigue siendo actualmente la principal herramienta para estudiar los modos vibracionales y rotacionales de las moléculas.

Los espectrómetros IR suelen medir la absorción relativa de diferentes frecuencias en la región IR por una muestra. Este espectro de absorción puede utilizarse entonces para identificar los tipos de enlace molecular presentes en la muestra, lo que indica el tipo de estructuras moleculares presentes en una muestra.

Espectroscopia ultravioleta-visible (UV/Vis)

Las regiones ultravioleta (UV) y visible del espectro electromagnético corresponden a las transiciones de los niveles de energía de los electrones en átomos y moléculas. Por tanto, la espectroscopia UV/Vis puede utilizarse para sondear la estructura electrónica de las moléculas de una muestra, lo que permite identificar los compuestos presentes. La espectroscopia UV/Vis es especialmente útil para identificar enlaces peptídicos, determinadas cadenas laterales de aminoácidos y determinados grupos prostéticos y coenzimas. Este tipo de espectroscopia es útil para muchas tecnologías de sensores portátiles.

Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)

La espectroscopia de resonancia magnética nuclear es una técnica utilizada para medir los campos magnéticos que existen alrededor de los núcleos atómicos. La espectroscopia de RMN utiliza ondas de radio para excitar los núcleos atómicos de una muestra. Cuando los núcleos empiezan a resonar, esto se detecta mediante receptores de radio sensibles.

Como la frecuencia de resonancia de un núcleo atómico depende de la estructura electrónica de la molécula de la que forma parte, la espectroscopia de RMN proporciona información detallada sobre la estructura y el estado de reacción de las moléculas. De ahí que sea una poderosa herramienta para deducir la naturaleza exacta de los compuestos orgánicos monomoleculares.

Espectroscopia Raman

La espectroscopia Raman se ocupa exclusivamente de la dispersión inelástica de fotones, conocida como dispersión Raman, en la que la longitud de onda aparente de un fotón cambia cuando interactúa con la muestra.

La dispersión Raman utiliza una fuente de luz monocromática para iluminar la muestra. Cuando la luz láser interactúa con las vibraciones moleculares u otras excitaciones del sistema molecular, la energía de los fotones se desplaza hacia arriba o hacia abajo. La medición precisa de estos desplazamientos de energía permite un análisis detallado de los tipos de enlaces químicos presentes en la muestra. La dispersión Raman proporciona datos similares y complementarios a los de la espectroscopia IR.

Espectroscopia de rayos X

El uso de la espectroscopia de rayos X comenzó con el desarrollo de la cristalografía de rayos X en 1912. William Henry Bragg y William Lawrence Bragg, padre e hijo, demostraron que los patrones de difracción creados por los rayos X al atravesar materiales cristalinos podían utilizarse para deducir la naturaleza de la estructura cristalina.

Hoy en día se utilizan habitualmente otras dos técnicas de espectroscopia de rayos X: la espectroscopia de rayos X dispersiva en longitud de onda (WDXS) y la espectroscopia de rayos X dispersiva en energía (EDXS). Ambas técnicas permiten el análisis elemental mediante la medición de rayos X característicos dentro de una estrecha región del espectro.

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