1. El análisis elemental cualitativo establece los elementos presentes en una sustancia y el cuantitativo determina la proporción de cada elemento. 2. Métodos como la resonancia magnética nuclear, espectrometría de masas y difracción de rayos X permiten realizar determinaciones cualitativas, cuantitativas y estructurales con gran precisión. 3. Los elementos más frecuentes en sustancias orgánicas son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

1. MÉTODOS DE ANÁLISIS
EN QUÍMICA ORGÁNICA
Los métodos de análisis en química orgánica permiten establecer qué
elementos integran un compuesto, en qué proporción se hallan, cómo están
enlazados y distribuidos y hasta cuál es la forma geométrica de la respectiva
molécula.
ELEMENTOS, FUNCIONES
Y ESTRUCTURA
Diversos métodos de la química se
ocupan de cada uno de los aspectos
tendientes a dilucidar la composición
y estructura de las moléculas que cons­tituyen
los diferentes compuestos or­gánicos.
|
El análisis elemental cualitativo
establece qué elementos forman la
sustancia y el cuantitativo determina
la proporción en que se encuentran.
A partir de esta información se pue­den
hallar fórmulas empíricas de los
compuestos y con ayuda de otros mé­todos
utilizados para establecer pesos
moleculares, se determinan sus fórmu­las
moleculares.
Algunas reacciones características
de los grupos funcionales permiten
identificar su presencia en la molécu­la
y con la ayuda de las diferentes cla­ses
de espectroscopia (de luz visible,
ultravioleta e infrarroja) se corrobora
la existencia de las funciones, su ubi­cación
en el esqueleto de la molécula
y los diferentes tipos de enlaces pre­sentes
en ella.
Las técnicas de resonancia magné­tica
nuclear (RMN), de espectrometría
de masas y de difracción de rayos X,
constituyen métodos de análisis de
gran precisión que permiten efectuar
determinaciones cualitativas, cuanti­tativas
y estructurales, con aplicacio­nes
prácticas en muchísimos campos.
ANÁLISIS DE ELEMENTOS
Casi todas las sustancias orgánicas es­tán
formadas por unos pocos elemen­tos
de los que constituyen la tabla pe­riódica.
Esto hace que su determina­ción
cualitativa y cuantitativa sea una
labor sencilla mediante el empleo de
las técnicas tradicionales de análisis.
Además del carbono y del hidró­geno,
las sustancias orgánicas contie­nen
con frecuencia oxígeno, nitróge­no,
azufre y halógenos. Para su deter­minación
se efectúa u n procedimien­to
conocido como la fusión sódica.
Este consiste en colocar la muestra del
material orgánico en un pequeño tubo
(tubo de Durham) en contacto con un
pedacito de sodio metálico. Luego se
calienta en un mechero hasta el rojo y
después se sumerge en un vaso de pre­cipitados
con agua destilada fría don­de
se rompe el tubo. Así se consigue
la conversión del nitrógeno en ion cia­nuro
CN", del azufre en sulfuro S~ y
de los halógenos en los haluros corres­pondientes:
cloruro Cl", bromuro Br .
y yoduro I " . Luego se filtra el conteni­do
del vaso para separar las partículas
sólidas del filtrado, eñ el cual quedan
los iones mencionados acompañando
al ion sodio, Na+.
La presencia de nitrógeno en for­ma
de ion cianuro en una porción de
la solución que se separa para el ensa­yo,
se reconoce mediante la adición,
en medio básico, de sulfato ferroso. Es
muy importante mantener el pH bási­co
porque de lo contrario, si el pH es
ácido, se desprendería ácido cianhí­drico,
HCN, que causa la muerte por
inhalación en escasos segundos:
FcSOh +2NaCN ->
Fe(CN)2 + Na2SO,
cianuro terroso
El cianuro ferroso reacciona con el
exceso de cianuro de sodio:
Fe(CN)2 + 4NaCN -> Na4Fe(CN)6
Después se agregan unas gotas de
cloruro férrico:
3Na4Fe(CN)f i + FeCl3 -»
F e 4 [ F e ( C N ) 6 ] 3 + 12NaCl
ferrocianuro férrico
(azul de Prusia)
La formación de u n precipitado de
color azul intenso es evidencia de que
el nitrógeno está presente en el com­puesto
orgánico.
El azufre como ion sulfuro se re­conoce
mediante la adición de un
reactivo específico, el acetato de plo­mo:
Na2S + ( C H 3 C O O ) 2 P b ^
PbS + C H 3 COONa
sulfuro de piorno
(negro)
El precipitado negro de sulfuro de
plomo muestra la presencia de azufre
en el compuesto.
Los halógenos se reconocen por
medio de su reacción con nitrato de
plata. Forman precipitados de los ha­luros
de plata, de acuerdo con las si­guientes
reacciones:
NaCl + AgN03 - » AgCl i + NaNO,
cloruro de plata
(blanco)
NaBr + AgN03 -> AgBr i + NaN03
bromuro de plata
(amarillo claro)
l . ¿Qué establecen el análisis elemental cualitativo y el cuantitativo de una sustancia?
efectuar determinaciones cualitativas, cuantitativas y estructurales con gran precisión?
en las sustancias orgánicas?
2. ¿Qué métodos de análisis permiten
3. ¿Qué elementos son más frecuentes

2. ianuros do sodio y do potasio han sido muy utilizados para la extrac
de oro y plata en el proceso llamado de cianuración. Mediante la cianurá-ión
del oro se logra disolverlo como aurocianuro sódico:
4 Au + 8 NaCN + 2 H,0 + O, - » 4 Na Au(CN), + 4 NaOH
De esta solución se recupera el oro por electrólisis o mediante desplaza-iento
con cinc. Además, por ser una forma soluble del oro, se utiliza tar
ién como solución de partida para recubrimientos de dorado electrolíti
proceso empleado para recubrir joyas y otros objetos.
El cianuro de sodio se utiliza como reactivo de síntesis en la química org
nica, para la preparación de nitrilos o cianuros orgánicos, que a su vez sirven
ra sintetizar aldehidos, ácidos y otros compuestos.
RX + NaCN -> RCN + NaX
cianuro nitrilo
embargo, el manejo de los cianuros ofrece serios peligros por
¡dad. La dosis letal para el 50% de los individuos en ratas, por ingés
es de 6.440 pg/kg peso (DL50). Latiosis letal mínima (DLL ) en humanos, pe
ingestión, es de 2.857 pg/kg de peso (alrededor de 3 mg/kg).
El cianuro al ser ingerido por el organismo, llega al estómago y por acción
del jugo gástrico que contiene HCI se transforma en ácido cianhídrico (HCN),
causando la muerte casi inmediata, puesto que el HCN es un bloqucador <
las enzimas respiratorias.
El cianuro ha sido empleado en la ejecución de condenados en la cámar
de gas en Estados Unidos: se deja caer una pastilla de cianuro de sodio o •
potasio en un balde con ácido en el interior de una cámara cerrada donde ¡
halla el reo. Al respirar los vapores de ácido cianhídrico muere en poco tien
po.
En vista de los peligros que ofrece el cianuro, debe trabajarse con precau­ción.
El principal cuidado que debe observarse es el de mantener siempre <
medio básico (presencia de OH') para prevenir la formación del HCN. Le
residuos pueden oxidarse con solución de hipoclorito de sodio para he
inactivos.
Nal + AgN03 -> Agí I + NaN03
yoduro de plata
(amarillo intenso)
El reconocimiento cualitativo de
carbono e hidrógeno, aunque no se
suele hacer de rutina porque se supo­ne
su presencia, se puede llevar a cabo
por calentamiento de la muestra en un
tubo de ensayo en presencia de óxido
cúprico. El carbono se desprende en
forma de gas carbónico C02 , que se
hace pasar por una solución de h i -
dróxido de bario, mediante un tubo
de desprendimiento. El C 0 2 reaccio­na
así:
C 0 2 + Ba(OH)2 -> B a C 0 3 i + H 2 0
carbonato de bario
(blanco)
El hidrógeno forma agua que se
deposita en las paredes del tubo.
El análisis cuantitativo de estos dos
elementos se basa en el mismo princi­pio,
es decir, combustión en presen­cia
de óxido cúprico, para formar C 0 2
y H 2 0 . Los gases de la combustión se
recogen en sendos recipientes que
contienen sustancias que reaccionan
con el agua en uno de ellos y con el
C02 en el otro. El aumento de peso
en los recolectores indica la cantidad
de cada elemento presente en la mues­tra.
En la actualidad se utiliza para de­terminar
las cantidades de carbono y
oxígeno el llamado aparato de Orsat,
que permite determinar en forma si­multánea
las cantidades de C 0 2 , oxí­geno
y monóxido de carbono. El C 0 2
se absorbe en hidróxido de potasio en
solución, el oxígeno se determina con
ácido pirogálico en medio básico y el
monóxido de carbono con cloruro cu-proso
amoniacal.
La determinación cuantitativa de
nitrógeno se efectúa por el "método
de Kjeldahl", que consiste en someter
a digestión o degradación la muestra
por calentamiento en presencia de áci­do
sulfúrico concentrado y u n catali­zador
en u n matraz Kjeldahl. De esta
manera se produce sulfato de amonio
(NH4 ) 2S04 , al cual se agrega exceso de
hidróxido de sodio para descompo­nerlo
y liberar amoníaco, N H . El
amoníaco se recoge de nuevo en un
ácido de concentración conocida y
por último se determina el exceso de
ácido por titulación con otra base para
establecer su concentración. La can­tidad
de ácido que ha reaccionado
permite hallar la cantidad de N H 3
desprendido y por ende la cantidad
de nitrógeno presente en el material
orgánico.
Para determinar carbono y nitró­geno
en forma simultánea se utiliza el
"método de Dumas", que consiste en
quemar la muestra en presencia de
óxido de cobre para producir C 0 2 y
N2 . El gas carbónico se recoge en una
solución de KOH y luego se mide el
volumen de nitrógeno.
La determinación cuantitativa de
halógenos puede hacerse por volume-tría,
es decir por titulación de la solu­ción
que los contiene en forma iónica
o por gravimetría, mediante la obten­ción
de un precipitado que se lava, se
seca y se pesa.
El azufre se puede transformar en
sulfato SO.- 2 , sometiéndolo a oxi-dación.
Se hace reaccionar en seguida
con cloruro de bario para producir sul­fato
de bario sólido. Luego se deter­mina
su concentración pesando la can­tidad
de sulfato de bario obtenido.
1. ¿En qué proceso de extracción se utilizan los cianuros de sodio y de potasio? 2. ¿Cuál es el mecanismo de acción del
cianuro como veneno? 3. ¿Para qué se utiliza el llamado aparato de Orsat?

3. Aparato de Kjeldahl.
DETERMINACIÓN DE
FÓRMULAS EMPÍRICAS
Y MOLECULARES
La fórmula empírica del compuesto
orgánico, es decir, aquella que mues­tra
la relación entre los números de
átomos de cada elemento, se puede
establecer a partir del análisis cuanti­tativo.
Si se tiene el porcentaje de cada
uno de los elementos que forman el
compuesto, se puede hallar el núme­ro
de moles de cada uno y luego de
realizar las simplificaciones o amplifi­caciones
del caso, hasta llegar a nú­meros
enteros, se encuentra la relación
entre el número de átomos de cada
elemento, o sea, la fórmula empírica.
Si además se conoce el peso mole­cular
del compuesto, o existe la infor­mación
disponible para hallarlo, pue­de
determinarse también la fórmula
molecular respectiva (ver recuadro
para hallar la fórmula empírica).
Los métodos usuales para estable­cer
pesos moleculares de compuestos
orgánicos son, entre otros:
Determinación del peso molecular
de un gas. Si la sustancia se puede
volatilizar, se recoge en u n recipiente
y se mide su presión, su volumen y
su temperatura; se determina su peso
en gramos, g, y mediante la siguiente
fórmula deducida de la ecuación de
estado:
M=
gRT
PV
se halla su peso molecular M.
Aumento ebulloscópico y descenso
crioscópico. De acuerdo con la ley de
Raoult, estudiada en el capítulo de so­luciones,
se observa que al disolver
una sustancia en un solvente adecua­do
se produce u n aumento en el pun­to
de ebullición o un descenso en el
punto de congelación de la solución
en relación con el solvente puro. Este
hecho permite disolver la sustancia or­gánica
en un solvente apropiado y de­terminar
ya sea el punto de congela­ción
o el punto de ebullición de la so­lución.
Por comparación con las res­pectivas
constantes del solvente puro
puede hallarse el correspondiente peso
molecular M , del compuesto orgáni-
M=
1.000 Kg2
donde K es la constante (crioscópica
o ebulloscópica según el caso) del sol­vente,
g es el peso del soluto en gra­mos,
4 el del solvente también en gra­mos,
AT la diferencia entre los puntos
(de congelación o de ebullición) entre
la solución y el disolvente puro y 1.000
es la constante para pasar de kilogra­mos
a gramos, en las unidades de K.
Existen métodos instrumentales de
análisis como la espectrometría de
masas, que permiten hallar pesos mo­leculares
muy precisos, pero los men­cionados
son los más utilizados, en
particular cuando no se requiere gran
precisión en las medidas.
DETERMINACIÓN DE
GRUPOS FUNCIONALES
En 1859 el químico alemán Augusto
Kekulé von Stradonitz (1829-96) pro­puso
la llamada "teoría de valencia" o
"teoría estructural" según la cual el car­bono
siempre posee la valencia nor­mal
de cuatro (cuatro electrones de
valencia), como en el CH4 , CC14 y C O r
El hidrógeno y los halógenos tienen
valencia uno, el oxígeno y el azufre
valencia dos y el nitrógeno, tres. De
esta forma los átomos se representan
con guiones para indicar su valencia.
Ejemplos:
I
Carbono: — C — , = C = , — C =
I
Halógenos: Cl —, Br —, I —
Oxígeno: — O —, O =
1. ¿Qué es la fórmula empírica de un compuesto orgánico? 2. ¿Qué información se requiere, además de la fórmula empírica,
para determinar la fórmula molecular de un compuesto? 3. ¿Quién formuló, y en qué año, la "teoría de valencia" o teoría
estructural?

4. Azufre:
Nitrógeno: — N = , N • N •
Con la "teoría de valencia de
Kekulé" se logró un avance significa­tivo
en la química orgánica moderna
y su aplicación ha permitido diluci­dar
estructuras de moléculas orgáni­cas
complejas.
Una vez conocida la fórmula mo­lecular
del compuesto orgánico, me­diante
la "teoría de valencia de Ke­kulé"
se pueden plantear diversas es­tructuras
que corresponden a isóme­ros
estructurales o funcionales del
compuesto. La decisión sobre cuál es
la estructura correcta requiere infor­mación
adicional que puede ser pro­porcionada
por el reconocimiento de
la función orgánica presente en la mo­lécula
y por otras características es­tructurales
de la misma. Tal informa­ción
adicional puede obtenerse me­diante
el análisis espectrométrico
(infrarrojo, ultravioleta, RMN, ram-man
y otros) o por pruebas fisico­químicas
específicas, como las si­guientes:
1. El ensayo de solubilidad en
agua, en ácidos, en bases y en dife­rentes
solventes orgánicos permite
ubicar características ácidas-básicas de
la sustancia y su clasificación en un
determinado grupo de solubilidad,
procedimiento mediante el cual se van
restringiendo los posibles grupos fun­cionales
presentes.
2. El ensayo con permanganato de
potasio indica la presencia de dobles
enlaces en la molécula, cuando se pro­duce
la decoloración del permangana­to,
debido a la oxidación de dichos
enlaces.
La formación de un precipitado
con hidroxilamina o con 2-4 dinitro-femlhidracina
indica la presencia de
una función aldehido o cetona.
El desprendimiento de COz al tra­tar
la sustancia con bicarbonato de
sodio es indicio de la presencia de la
función ácido,
COOH ó - S03H
El carácter aromático puede reco­nocerse
por la presencia de una llama
fuliginosa, es decir, que tizna o enne­grece,
al arder el respectivo compues­to.
3. El ensayo de Lucas sirve para
diferenciar alcoholes primarios, secun­darios
y terciarios. Cada alcohol a en­sayar
se trata con ácido clorhídrico
concentrado y con un catalizador
como cloruro de cinc. Los que reac­cionan
más rápido son los terciarios,
luego los secundarios y por último los
primarios.
ESPECTROSCOPIA:
VISIBLE ULTRAVIOLETA
E INFRARROJA
El espectro de absorción de una sus­tancia
se obtiene al hacer pasar una
radiación electromagnética selecciona­da
a determinada longitud de onda, a
través de una celda del espectrofotó-metro,
instrumento que permite ha­cer
las determinaciones.
Dependiendo de la estructura de
la sustancia, se produce una absorción
de luz, que se denomina absorbancia
A, y equivale al logaritmo de la rela­ción
de intensidades entre el rayo de
luz emitido, I y el rayo de luz inciden­te,
lo.
A = log
El porcentaje de transmitancia,
%T, se define como:
%T = —xlOO
lo
A = 2-log %T
Si el proceso se efectúa a varias lon­gitudes
de onda se pueden relacionar
absorbancia con longitud de onda y
hallar el espectro de la sustancia, que
es algo así como sus huellas digitales.
Cada sustancia tiene un espectro de
absorción característico que la diferen­cia
de otras sustancias y que depende
Espectrofotómetro.
1. ¿Qué ensayo permite detectar la presencia de dobles enlaces en la molécula de una sustancia orgánica? 2. ¿Qué indica el
desprendimiento de CO, al tratar una sustancia con bicarbonato de sodio? 3. ¿Cómo se obtiene el espectro de absorción de
una sustancia?

5. de su estructura. Dicha estructura tie­ne
partes que absorben o transmiten
con más o menos intensidad a longi­tudes
de onda variables y si se logran
correlacionar esas partes con determi­nados
picos de emisión o bandas de
absorción, se puede identificar su pre­sencia
en otras sustancias.
El espectro visible se obtiene en­tre
400 y 800 nanómetros (lnm=10"
9m), el ultravioleta entre 200 y 400 nm
y el infrarrojo en longitudes de onda
mayores, por encima de 800 nm, en­tre
2 y 16 micrómetros (1 fim= 10"
6m), que son las de mayor interés para
el análisis espectral orgánico.
En la espectroscopia infrarroja (IR)
se hace pasar la luz por u n prisma que
va cambiando de posición y en con­secuencia
varía su longitud de onda.
Luego pasa por la muestra en donde
se producen fenómenos de absorción
y emisión de luz y por último se de­terminan
los cambios en un aparato
de registro automático que produce el
espectro característico.
Existen instrumentos en la actua­lidad,
conectados a un computador
que ha sido alimentado y programa-
Vibraciones de tensión
Vibraciones de deformación
do con una serie de datos acerca de
estructuras y espectros que interpre­tan
el espectro y en ocasiones entre­gan
la fórmula estructural de la sus­tancia,
o al menos indican una serie
de posibles estructuras.
La absorbencia de energía en de­terminadas
longitudes de onda se debe
a las vibraciones que presentan los en­laces
que son de dos tipos principa­les:
las vibraciones de tensión en las cua­les
los enlaces se encogen y se alargan
y las vibraciones de deformación, en
las que se produce la deformación del
plano que forman los núcleos del en­lace,
y por lo tanto el plano se dobla.
Al aplicar energía en la región de
luz infrarroja, IR, a los enlaces, estos
aumentan la amplitud de la vibración.
Al regresar la molécula de su estado
excitado al estado normal emite el ex­ceso
de energía en forma de calor y
así lo registran los termopares (termó­metros
metálicos), que posee el espec­trómetro.
Cada tipo de enlace, cada función,
cada anillo y en general, cada estruc­tura,
producen un tipo de bandas de
absorción determinadas en longitudes
de onda más o menos fijas y así es
posible su identificación dentro de una
molécula. Por otra parte la existencia
y ubicación de estas bandas se pue­den
predecir desde el punto de vista
longitud de ondas, mieras
Espectro IR del salicilato de metilo.
1. ¿Cuáles son los rangos de longitud de onda del espectro visible? 2. ¿A qué se debe la absorbencia de energía en determinadas
longitudes de onda? 3. ¿Cómo es posible determinar la presencia de una estructura en particular dentro de una molécula?

6. Cromóforo Ejemplo máx. (nm) Solvente
C = C etileno
1 - octeno
171
177
(vapor)
heptano
C = C -
C = 0
2 - octino
etanal
178
290
277
heptano
hexano
agua
O
OH
ácido acético 208
204
etanol
agua
teórico mediante consideraciones de
simetría y cálculos a partir de ecua­ciones
cuánticas de las moléculas.
En la espectroscopia ultravioleta
(UV) se produce en la molécula exci­tación
electrónica debida a la recep­ción
de la luz UV entre 200 y 400 nm,
que promueve electrones sigma o p i y
electrones no compartidos a niveles
superiores. Sin embargo, el espectro
UV de una función varía, en mayor
proporción que el IR, por la presencia
de grupos adicionales dentro de la
molécula y por esa razón se utiliza
menos para identificar estructuras. El
espectro visible (VIS) presenta carac­terísticas
similares al UV Para obtener
el espectro VIS o UV se acostumbra
disolver la sustancia en un solvente
apropiado que no presente absorción
alta en la región escogida. El más u t i ­lizado
es el alcohol de 96° GL (95%
en peso).
Algunos grupos de átomos que
presentan insaturación, es decir dobles
y triples enlaces, muestran picos de ab­sorción
definidos en determinadas
longitudes de onda. Se les conoce
S ra
C d)
0 en
c ra
TMS A
4 3 2 1 0
intensidad del campo magnético
Espectro RMN del etanol
Espectro RMN del etanol.
como grupos cromóforos (portadores
de color). Entre otros están los que se
pueden observar en la tabla superior
de esta página.
RESONANCIA MAGNÉTICA
NUCLEAR (RMN)
La resonancia magnética nuclear
(RMN) es la técnica que proporciona
más y mejor información sobre la es­tructura
interna de las moléculas y en
consecuencia es la más utilizada hoy
en día en la dilucidación de estructu­ras
en química orgánica.
En la espectroscopia RMN se
utilizan radiofrecuencias del orden
de 30 a 100 megaciclos que son mu­cho
más bajas y de menor energía que
las de los intervalos UV, VIS e IR. La
técnica de la RMN fue descubierta en
los años 40 en forma independiente
por el físico suizo nacionalizado en
E.U., Félix Bloch (1905-1983) y el
norteamericano Edward Mills Purcell
(1912- ), quienes compartieron el
Premio Nobel de Física en 1952.
La técnica de la RMN consiste en
colocar la sustancia que se quiere me­dir
en el interior de u n potente cam­po
magnético, el cual hace girar los
núcleos (movimiento de espín).
A continuación se les aplica una
onda electromagnética que los hace
girar en sentido contrario al campo.
La medición de la frecuencia de ab­sorción
de la onda depende de la mag­nitud
del momento magnético de los
núcleos, el cual se mide en esta for­ma.
Debido a las diferencias en las fre­cuencias
de absorción de los protones
(H+ ) , que dependen de los otros acom­pañantes
del protón, hubo necesidad
de escoger u n patrón, el tetrametil si-lano
(CH3)4Si, TMS, al cual se le asig­na
un desplazamiento químico igual
aO.
El desplazamiento químico se de­fine
como la diferencia entre la fuerza
del campo a la que absorbe el protón
estudiado y la fuerza del campo a la
que absorben los protones del TMS. Por
ejemplo el alcohol etílico CH CH2OH
1. ¿Qué se hace usualmente para obtener el espectro VIS o UV de una sustancia? 2. ¿Cómo se denominan los grupos de
átomos que muestran picos de absorción en determinadas longitudes de onda? 3. ¿Qué técnica proporciona más información
sobre la estructura interna de las moléculas?

7. ESPECTROMETRÍA
DE MASAS
El espectrógrafo de masas fue inven­tado
en 1919 por el físico y químico
británico Francis W i l l i am Aston
(1877-1945), quien obtuvo el Premio
Nobel de Química en 1922.
La técnica consiste en bombardear
con electrones una molécula para pro­ducir
su rompimiento en fragmentos
que constituyen iones positivos. El
aparato, mediante campos eléctricos
y magnéticos mide la relación masa/
carga y produce u n registro que es pro­porcional
a la abundancia relativa de
cada ion. Así, el metano CH4 , por
ejemplo,"al ser bombardeado produ­ce
los siguientes fragmentos, con su
respectivo peso molecular:
Químicos trabajando con un espectrómetro de resonancia magnético
nuclear, RMN.
a Espectrómetro
de masas
CH4 + (16)
C H ; (15)
CHJ (14)
C H + (13)
O (12)
tiene tres clases de protones: los del
radical metilo C H—, los del radical
metileno — C H 2 — y los del grupo
hidroxilo — O H . El espectro por tan­to
produce tres clases de bandas que
corresponden a los tres tipos de
protones.
Las bandas o grupos de bandas i n ­tegradas,
cuyas áreas son proporcio­nales
al número de protones, se en­cuentran
a diferentes distancias del
patrón TMS, que tiene la misma clase
de protones, todos equivalentes, de­bido
a la diferencia en el desplaza­miento
químico de los otros tipos de
protones.
es
H 1 1
8 10 12 14 16 1£
peso molecular
Espectro de masas del metano.
1. ¿Por qué el espectro del alcohol etílico produce tres clases de bandas?
masas? 3. ¿En qué consiste la técnica de espectrografía de masa?
¿A quién se debe el invento del espectrógrafo <

8. DESCUBRIMIENTO D E LOS B R A GG
Difracción de los planos
átomos de un cristal.
onrac
)fue posible tomar
as de las estructuras de <
materiales y observar
disposición de las redes atómicas
•leculares en su interior,
icos británicos Willi
; (1862-1942) y su hijo
_awrence Bragg (1890-
janadores del Premio
Física en 1915, desarro-ados
experimentales y
1 permitieron dilucidar
jeturas cristalinas a partir de la información obtenida
los espectros de difracción de los rayos X que las atra­viesan.
Cuando un haz de rayos X monocromáticos (de la mis-aa
longitud de onda) atraviesa una estructura cristalina,
ia imagen de difracción de los rayos X, debido a
los diferentes planos del cristal que se hallan a
; comparables a la longitud de onda del haz es-
Irededor de 10~,0m), se producen difracciones que
generan ondas en diferentes fases. Al entrar en interferen-
:ia estas ondas dan imágenes que son proporcionales a la
anda entre planos de la red cristalina y de esta manera
tiene una radiografía del cristal,
as Bragg lograron establecer una ley que permite cal­cular
la distancia entre planos de las estructuras cristali-as.
Su expresión matemática es la siguiente:
n?t=2d SenO
ide X. es la longitud de onda del haz de rayos X
monocromático, d la distancia entre planos del cristal, 9
u ángulo de incidencia y n un número entero (1, 2, 3...)
ue representa el orden en que se encuentran los planos.
on con
mo los
que mo
la cual c
dio se halla rodeado de seis
ones cloruros y cada ion clor
seis iones sodio, de tal ma
c en el cloruro de sodio soli-ten
moléculas indepen-e
NaCI sino una red
servada en la figura,
lografía de los rayos
ndiendo a compu
cada vez más complejos y sus fundamentos han co
buido a establecer, entre otras cosas, la estructura de
moléculas de la penicilina, de la vitamina B1 2 o cianoco-balamina,
del ADN y aun de los más pequeños organis­mos
vivientes, los virus. Sus aplicaciones en la química
orgánica prometen importantes resultados.
su
Red cúbica di
Estos fragmentos dan origen a la si­guiente
gráfica. El 17 se debe a la pre­sencia
del C 1 3H4 , que pesa 17 g/mol.
La labor de hallar la estructura real
de la molécula consiste en integrar es­tos
fragmentos y encontrar a su pro­genitor.
DIFRACCIÓN DE RAYOS X
El descubrimiento de la técnica de
la difracción de rayos X en 1912 valió
a Sir William Henry Bragg (1862-
1942) y a su h i j o Sir Lawrence
Bragg (1890-19-71) el Premio Nobel
de Física de 1915.
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l./Qué método-
El método se basa en que las sus­tancias
cristalinas (orgánicas e inorgá­nicas)
poseen celdas unitarias que for­man
redes, debido a la distribución
uniforme de sus átomos. Si sobre el
cristal se hace incidir un estrecho haz
monocromático de rayos X, cuya lon­gitud
de onda sea comparable a la dis­tancia
entre los planos, la reflexión si­gue
la ecuación de Bragg:
n X = 2 d sen 9
donde Gts el ángulo del rayo refleja­do,
y la longitud de onda de los rayos
X, d la distancia entre planos y n el
llamado orden de reflexión: 1, 2, 3...
El diagrama de reflexión de los ra­yos
X produce una fotografía t r i d i ­mensional
del cristal que puede i n ­terpretarse
con ayuda de los compu­tadores
y graficadores modernos. En
este sentido la técnica de difracción
de rayos X, aunque ha tropezado
con dificultades prácticas de inter­pretación,
tiene alcances muy am­plios
y podría llegar a convertirse en
el principal instrumento para deter­minar
estructuras orgánicas, e inclu­so,
para crear nuevas estructuras
sintéticas.
¿Qué se logró con los métodos experimentales y teóricos desarrollados por los físicos británicos W i l l i am Henry Bragg y su
hijo William Lawrence? 2: ¿Qué utilidad tiene la ley de Bragg? 3. ¿En qué se basa el método de Bragg?