Ep 04 — ¿Cómo se lee un espectro infrarrojo? Conceptos básicos: eje horizontal, eje vertical, y picos

Serie: Enciclopedia del infrarrojo: de la teoría a la práctica
Capítulo: Primer capítulo · Introducción — El código de la luz
Público objetivo: Estudiantes de secundaria, universitarios, principiantes en química/ciencia de materiales/farmacia
Conocimientos previos: Ep 01 (Luz infrarroja), Ep 02 (Vibraciones moleculares), Ep 03 (Regla del cambio de momento dipolar)
Tiempo de lectura: Aproximadamente 18 minutos

Introducción: Ante un "gráfico invertido"

Si obtienes un espectro infrarrojo por primera vez, probablemente te sentirás confundido: los picos apuntan hacia abajo, los números del eje horizontal disminuyen de izquierda a derecha, y el eje vertical a veces muestra "%T" y otras "Absorbance" — esto es completamente opuesto al espectro de absorción UV-Visible que conocemos [1][2].

No te preocupes, esta representación "invertida" no es arbitraria; tiene tanto un origen histórico como un significado físico. Hoy, en este episodio, aclararemos por completo los tres elementos del espectro infrarrojo: eje horizontal, eje vertical y picos, para que puedas leer información de cualquier espectro con tranquilidad.

📷 Figura 1: Un espectro infrarrojo típico (etanol)
Fuente: NIST Chemistry WebBook (IR en fase gaseosa de etanol) [1]
https://webbook.nist.gov/cgi/…

I. Eje horizontal: Número de onda (cm⁻¹) — La "moneda universal" del espectroscopista

1.1 ¿Por qué usar número de onda en lugar de longitud de onda?

El eje horizontal del espectro infrarrojo casi siempre emplea el número de onda (wavenumber, símbolo ṽ), con unidades de cm⁻¹ (número de ondas por centímetro) [1][3]. La relación entre número de onda y longitud de onda es:

$$\tilde{\nu} = \frac{1}{\lambda}$$

donde λ está en centímetros. Si la longitud de onda está en micrómetros (μm), la fórmula de conversión más práctica es [3]:

$$\tilde{\nu}\,(\text{cm}^{-1}) = \frac{10^4}{\lambda\,(\mu\text{m})}$$

Por ejemplo:

• Longitud de onda 2.5 μm → Número de onda 4000 cm⁻¹
• Longitud de onda 25 μm → Número de onda 400 cm⁻¹

¿Por qué los espectroscopistas prefieren el número de onda? Porque el número de onda es proporcional a la energía y la frecuencia del fotón [1][3]:

$$E = hc\tilde{\nu}$$

Esto significa: mayor número de onda → mayor energía → mayor frecuencia. Usar número de onda en el eje horizontal equivale a usar energía, con un significado físico claro. En cambio, la longitud de onda tiene una relación inversa con la energía, lo que resulta menos intuitivo al graficar [3].

💡 Regla mnemotécnica: Número de onda = 1/longitud de onda. Número de onda grande = longitud de onda corta = frecuencia alta = energía alta.

1.2 El "campo de batalla" del infrarrojo medio: 4000–400 cm⁻¹

La región del infrarrojo medio (mid-IR) cubre 4000–400 cm⁻¹ (longitudes de onda 2.5–25 μm), que es el rango de actividad de la mayoría de las vibraciones moleculares orgánicas, y el intervalo de medición estándar de los instrumentos FTIR comerciales [1][3].

Tabla 1: División de las tres subregiones del infrarrojo (datos de: LibreTexts [3], Tutorial NIR de Bruker [4])

1.3 ¿Por qué el eje horizontal está ordenado de mayor a menor?

Este es uno de los aspectos que más desconcierta a los principiantes: el eje horizontal va de 4000 a 400 cm⁻¹ de izquierda a derecha, con números decrecientes [1][5].

Esta convención tiene una historia interesante. En ResearchGate hubo una discusión extensa [5], y Lisa V. Brown de 3M resumió los antecedentes:

• En 1892, Willem Henri Julius trazó espectros usando un bolómetro, con el eje horizontal como el desplazamiento angular del prisma, no longitud de onda ni número de onda [5].
• 1905–1908, el pionero del infrarrojo William Coblentz, en sus volúmenes Investigations of Infra-Red Spectra, ordenó la longitud de onda de izquierda a derecha en orden creciente (en micrómetros) [5].
• A mediados del siglo XX, con la popularización de los espectrómetros de rejilla, la comunidad comenzó a usar el número de onda en lugar de la longitud de onda. Para que el "extremo rojo" (baja energía, longitud de onda larga) permaneciera a la derecha —consistente con la convención visual del espectro visible de "rojo a la derecha"—, se dispuso el número de onda de mayor a menor, de modo que los números de onda bajos (longitudes de onda largas, dirección de la luz roja) quedaran a la derecha [5].

"Se recomienda que los espectros infrarrojos y ultravioleta se representen en cm⁻¹, con el número de onda decreciente de izquierda a derecha (nótese la regla mnemotécnica 'red to the right', derivada de la región visible)."
— Recomendación de la IUPAC, citada en la discusión de ResearchGate [5]

Por lo tanto, el orden de mayor a menor es una convención humana con el objetivo de que el espectro infrarrojo sea visualmente consistente con el espectro visible, manteniendo la luz roja a la derecha [5]. Hoy en día, todo el software comercial (OMNIC, OPUS, Spectrum) y las revistas utilizan esta disposición por defecto [1][5].

📷 Figura 2: Comparación entre un espectro original de Coblentz de 1905 (longitud de onda creciente de izquierda a derecha) y un espectro FTIR moderno (número de onda decreciente)
Fuente: Hilo de discusión histórica en ResearchGate [5]
https://www.researchgate.net/…

II. Eje vertical: Transmitancia (%T) vs. Absorbancia (A)

2.1 Transmitancia (Transmittance, %T)

La transmitancia se define como la relación entre la intensidad de luz I detectada a través de la muestra y la intensidad incidente I₀, expresada en porcentaje [1][2]:

$$\%T = \frac{I}{I_0} \times 100\%$$

• %T = 100%: La luz pasa completamente, sin absorción (la línea base está en la parte superior)
• %T = 0%: La luz se absorbe completamente (base del pico)

En los espectros de transmitancia, los picos de absorción apuntan hacia abajo ("invertidos"), que es la característica visual más notable del infrarrojo [1][2].

2.2 Absorbancia (Absorbance, A)

La absorbancia es el logaritmo negativo de la transmitancia [1][2]:

$$A = -\log_{10}(T) = \log_{10}\left(\frac{I_0}{I}\right)$$

La absorbancia es proporcional a la concentración c de la muestra y al camino óptico b (Ley de Beer-Lambert) [1]:

$$A = \varepsilon \cdot b \cdot c$$

donde ε es el coeficiente de absortividad molar. En los espectros de absorbancia, los picos apuntan hacia arriba, consistente con la convención de los espectros UV-Visible [1].

2.3 Relación de conversión entre ambos

Tabla 2: Conversión entre transmitancia y absorbancia (datos de: LibreTexts [1], discusión en foro Xiaomuchong [2])

Un hecho clave: En un mismo espectro, ya sea representado en %T o en A, las posiciones y formas de los picos son idénticas; solo los picos y los valles están invertidos [2]. En el foro Xiaomuchong hay un resumen conciso [2]:

"El espectro infrarrojo con transmitancia como ordenada y con absorbancia como ordenada tienen posiciones de pico, intensidades y formas completamente idénticas, ¡solo que los picos y los valles están invertidos entre sí! Pero normalmente la ordenada del espectro infrarrojo es transmitancia."
— Respuesta de zhbsky en el foro Xiaomuchong [2]

2.4 ¿Por qué tradicionalmente se usa transmitancia en infrarrojo?

El material de LibreTexts explica directamente [1]:

A diferencia de los espectros de absorción UV/Vis, el eje vertical de los espectros infrarrojos se muestra como transmitancia porcentual (%T) en lugar de absorbancia, lo que refleja que el IR se utiliza principalmente para análisis cualitativo en lugar de cuantitativo; mientras que en el análisis cuantitativo, la ley de Beer hace que la absorbancia sea una cantidad más útil.

Los primeros instrumentos IR (tipo prisma/rejilla) medían directamente la intensidad de la luz transmitida a través de la muestra, y la transmitancia es la lectura original del instrumento, que se puede mostrar sin conversión logarítmica adicional, por lo que se convirtió en el valor predeterminado histórico [1][2].

2.5 Tendencia moderna: la absorbancia es cada vez más preferida

Hoy en día, un número creciente de revistas y análisis cuantitativos requieren el uso de absorbancia, por las siguientes razones [1][2]:

1. La absorbancia se correlaciona linealmente con la concentración (ley de Beer), lo que facilita la cuantificación
2. La absorbancia es aditiva: el espectro de una mezcla = suma de los espectros de los componentes (no es cierto en transmitancia)
3. La corrección de línea base, derivación y otros tratamientos son más razonables en coordenadas de absorbancia
4. La operación de resta de espectros (espectro diferencia) debe realizarse en coordenadas de absorbancia

📷 Figura 3: Comparación del mismo espectro de CCl₄ en coordenadas de transmitancia (izquierda) y absorbancia (derecha)
Fuente: hilo de discusión de Socratic.org [6]
https://vespr.org/questions/w…

III. Lenguaje de descripción de picos: tres elementos: posición, intensidad y forma

Al obtener un espectro, describir cada pico implica tres dimensiones: posición (dónde), intensidad (qué tan fuerte), forma (cómo se ve) [7][8]. Estos son los "tres elementos" del espectro IR.

3.1 Posición del pico (Position) — "dónde"

La coordenada horizontal del pico (número de onda cm⁻¹) nos dice qué enlace está vibrando [7][8]. Esta es la información más central del espectro IR.

La posición del pico está determinada por dos cantidades físicas (ley de Hooke, ver Ep 02) [8]:

$$\tilde{\nu} = \frac{1}{2\pi c}\sqrt{\frac{k}{\mu}}$$

• k: constante de fuerza del enlace (cuanto más fuerte es el enlace, mayor es k, mayor la frecuencia)
• μ: masa reducida (cuanto más ligero es el átomo, menor es μ, mayor la frecuencia)

Reglas empíricas [8]:

• Fuerza del enlace: triple > doble > simple → frecuencia: C≡C (~2100) > C=C (~1650) > C-C (~1000)
• Masa atómica: H es el más ligero → los picos de estiramiento X-H están en la región de frecuencia más alta (2800–3600 cm⁻¹)

💡 Consejo de la herramienta ftir.fun: ¿Quieres buscar rápidamente qué grupos funcionales corresponden a un pico determinado? Visita página de picos de ftir.fun, por ejemplo, https://ftir.fun/ir/peak/1700 listará todos los grupos funcionales conocidos cerca de 1700 cm⁻¹ y sus fuentes bibliográficas. La tabla completa de correspondencia pico-grupo funcional está en tabla general de frecuencias de ftir.fun.

3.2 Intensidad del pico (Intensity) — "qué tan fuerte"

La intensidad del pico se describe utilizando tres grados: fuerte (strong, S), medio (medium, M), débil (weak, W) [7][8]. Nota: en el gráfico de transmitancia, cuanto más profundo es el pico (menor %T), más fuerte es la absorción [7].

¿Qué determina la intensidad? LibreTexts y las notas de Cabrillo College dan dos factores clave [7][8]:

1. Polaridad del enlace (magnitud del cambio de momento dipolar)
   Cuanto mayor es el cambio de momento dipolar → mayor probabilidad de transición → pico más fuerte [7][8].
   Ejemplos: C=O (fuerte polaridad) → pico fuerte; C=C (débil polaridad) → pico débil [8].

2. Número de enlaces que participan en la vibración
   Cuantos más enlaces del mismo tipo → pico más fuerte [8].
   Ejemplo: los picos de estiramiento CH₂ en alcanos de cadena larga son más fuertes que en cadenas cortas.

"La intensidad de una banda de absorción depende de la polaridad del enlace; los enlaces más polares muestran bandas de absorción más intensas. La intensidad también depende del número de enlaces que participan en la absorción; cuantos más enlaces participan, mayor es la intensidad."
— Libro de texto de Química Orgánica de LibreTexts [8]

Clasificación de intensidad empírica (basada en el coeficiente de absortividad molar ε, ver Ep 20 para análisis cuantitativo):

Tabla 3: Clasificación empírica de intensidad de picos (referencia: Socrates Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies [9], notas de Cabrillo College [8])

3.3 Forma del pico (Shape) — "cómo se ve"

La forma del pico se describe principalmente como ancho (broad, b) vs. agudo (sharp, sh) [7][8].

La causa más común de picos anchos: el enlace de hidrógeno [7][8].

Las notas de Cabrillo College proporcionan una excelente comparación [8]:

Tabla 4: Relación entre el grado de enlace de hidrógeno y la forma del pico (datos: notas de IR de Cabrillo College [8])

¿Por qué el enlace de hidrógeno ensancha los picos? Porque el enlace de hidrógeno forma una red de variación continua, donde cada molécula de O-H se encuentra en un entorno de enlace de hidrógeno ligeramente diferente, lo que provoca que las frecuencias de absorción se distribuyan en un rango, y la superposición da como resultado un pico ancho [7][8].

Otros factores que causan cambios en la forma del pico:

• Resonancia de Fermi (Fermi resonance) : cuando una frecuencia fundamental está cerca en energía de un sobretono o combinación y tienen la misma simetría, se produce acoplamiento, lo que provoca que un pico se divida en dos [10][11]. El doblete de CO₂ cerca de 1388 cm⁻¹ es un ejemplo clásico de resonancia de Fermi [11].
• Estructura rotacional fina: las moléculas en fase gaseosa muestran picos densos de acoplamiento rotacional-vibracional, que parecen "dientes de peine"; en fase líquida y sólida, las moléculas no pueden rotar libremente, y generalmente aparecen como picos anchos y suaves [1].

📷 Figura 4: Comparación de formas de pico de O-H (alcohol), N-H (amina), O-H (ácido carboxílico)
Fuente: notas de IR de Cabrillo College [8]
https://cabrillo.instructure.…

IV. Región de grupos funcionales y región de huella dactilar: "mapa" de 4000–400 cm⁻¹

El espectro IR completo se puede dividir en dos regiones principales [12][13]:

Tabla 5: Comparación entre la región de grupos funcionales y la región de huella dactilar (datos: Química Orgánica de LibreTexts [12], thinka.ai A-Level [13])

4.1 Región de grupos funcionales (4000–1500 cm⁻¹)

La región de grupos funcionales se puede subdividir en cuatro subregiones, cada una correspondiente a un tipo de vibración [12][13][14]:

4000 ─────── 2500 ─────── 2000 ─────── 1500 ───────── 400 cm⁻¹
│ Región de estiramiento X-H │ Región de triple enlace │ Región de doble enlace │ Región de huella dactilar │
│ O-H,N-H,C-H │ C≡C,C≡N │ C=O,C=C │ Vibraciones esqueléticas complejas │
└────────────────────┴──────────────────┴──────────────────┴──────────────────────────┘

Región de grupos funcionales (4000–1500) Región de huella dactilar (1500–400)

① Zona de estiramiento X-H (2500–4000 cm⁻¹) [12][14]

• Estiramiento O-H: 3200–3600 cm⁻¹ (alcohol/fenol, ancho); 2500–3300 cm⁻¹ (ácido carboxílico, muy ancho)
• Estiramiento N-H: 3300–3500 cm⁻¹ (amina/amida, medio agudo)
• Estiramiento C-H: 2800–3100 cm⁻¹
  • sp³ C-H (alcano): 2850–2960 cm⁻¹
  • sp² C-H (alqueno/aromático): 3000–3100 cm⁻¹
  • sp C-H (alquino): ~3300 cm⁻¹
• Un criterio clave: 3000 cm⁻¹ es la línea divisoria entre C-H saturado e insaturado [14] — ligeramente por encima de 3000 suele ser insaturado, ligeramente por debajo de 3000 suele ser saturado.

🔗 Verificación en profundidad: las posiciones detalladas de picos del grupo funcional O-H, fuentes bibliográficas y razones de asignación, consulte página de grupo funcional hidroxilo en ftir.fun; para N-H, consulte página de grupo funcional amina en ftir.fun.

② Zona de triple enlace (2000–2500 cm⁻¹) [12][14]

• C≡C enlace alquino: 2100–2260 cm⁻¹ (débil)
• C≡N ciano: 2220–2260 cm⁻¹ (medio–fuerte)

③ Zona de doble enlace (1500–2000 cm⁻¹) [12][14]

• C=O carbonilo: 1650–1750 cm⁻¹ (fuerte, uno de los picos más importantes del IR)
  • Aldehído/cetona/ácido/éster: 1700–1750 cm⁻¹
  • Amida (C=O reducido por conjugación): 1650–1700 cm⁻¹
• C=C enlace olefínico: 1620–1680 cm⁻¹ (débil–medio)
• C=N: 1610–1680 cm⁻¹
• Vibración del esqueleto del anillo aromático: ~1600, ~1500 cm⁻¹

🔗 Verificación en profundidad: diferencias de posición de pico de las subclases detalladas de carbonilo (aldehído/cetona/ácido/éster/amida) y referencias bibliográficas, consulte página de grupo funcional carbonilo en ftir.fun.

4.2 Región de huella dactilar (1500–400 cm⁻¹)

La región de huella dactilar es el "documento de identidad" de la molécula [12][13]:

"Así como cada persona tiene huellas dactilares únicas, cada molécula (incluso los isómeros) tiene una combinación única de formas de pico en la región de huella dactilar."
—— thinka.ai Cambridge A-Level Química [13]

La región de huella dactilar contiene [12]:

• Estiramiento de enlaces simples C-O, C-C, C-N
• Flexión C-H
• Flexión fuera del plano del anillo de benceno (700–900 cm⁻¹, determina el tipo de sustitución)
• Balanceo en el plano de CH₂ de cadena larga (~720 cm⁻¹)

Estrategia de análisis de la región de huella dactilar: normalmente no se asignan picos individualmente, sino que se compara la forma general del pico con bibliotecas espectrales estándar [12][13]. Este contenido se profundizará en Ep 07 (tema de la región de huella dactilar).

⚠️ Consejo para A-Level/Gaokao: el programa de estudios de Cambridge A-Level Química indica claramente que la región de huella dactilar es "demasiado compleja para la identificación simple de grupos funcionales", el enfoque del examen está por encima de 1500 cm⁻¹ [13].

5. Pasos de lectura sistemática: Método de análisis de 5 zonas

Ante un espectro IR completo, los principiantes a menudo "no saben por dónde empezar". Las notas de Cabrillo College proponen un método de análisis de 5 zonas (5 Zone Analysis) [8], que divide 4000–400 cm⁻¹ en 5 zonas consecutivas, escaneando desde números de onda altos a bajos:

Paso 1: Mirar 3700–3000 cm⁻¹ (Zona 1: Zona X-H)

• Pico ancho → O-H (alcohol/agua/ácido carboxílico)
• Pico agudo → N-H (amina/amida) o ≡C-H (alquino)
• Pico ~3050 → C-H aromático o insaturado
• Sin pico → sin O-H, N-H

Paso 2: Mirar 3000–2800 cm⁻¹ (Zona 2: Zona C-H saturado)

• Pico presente → presencia de alquilo (casi todos los compuestos orgánicos lo tienen)
• Determinar el límite de 3000: por encima de 3000 = C-H insaturado; por debajo de 3000 = C-H saturado [14]

Paso 3: Mirar 2800–2000 cm⁻¹ (Zona 3: Zona de triple enlace)

• Pico ~2250 → C≡N (ciano)
• Pico ~2100 → C≡C (enlace alquino, generalmente débil)
• Doblete ~2300 → Pico de interferencia de CO₂ (ver sección 6)

Paso 4: Mirar 2000–1500 cm⁻¹ (Zona 4: Zona de doble enlace)

• Pico fuerte 1650–1750 → C=O carbonilo (el pico de diagnóstico más importante)
• Pico débil 1620–1680 → C=C enlace olefínico
• ~1600, ~1500 → esqueleto de anillo aromático

Paso 5: Mirar 1500–400 cm⁻¹ (Zona 5: Zona de huella dactilar)

• No asignar picos individualmente
• Comparar con bibliotecas estándar para confirmar la identidad molecular
• Observar algunas características: ~720 (CH₂ de cadena larga), 700–900 (tipo de sustitución de anillo aromático)

📷 Figura 5: Mapa visual del método de análisis de 5 zonas
Fuente: Notas de Cabrillo College IR [8]
https://cabrillo.instructure.…

La guía práctica de HCFTIR también agrega una recomendación importante [15]:

"Primero encontrar los grupos funcionales principales en la región de grupos funcionales, luego confirmar la identidad molecular con la región de huella dactilar — es un proceso de 'hipótesis-verificación'."

6. Cuidado con los "picos falsos": interferencia atmosférica y sobretonos

Al leer un espectro, hay que tener cuidado con varios tipos de picos que no provienen de la muestra [12][15]:

6.1 Pico de CO₂ atmosférico (~2350 cm⁻¹)

El CO₂ del aire tiene un doblete de absorción fuerte cerca de 2349 cm⁻¹ (estiramiento asimétrico) [12][15]. Si su instrumento no se purga adecuadamente o no se realiza la resta de fondo, este pico aparecerá en el espectro de la muestra.

Puntos de identificación: aparición de pares de picos agudos cerca de 2349 cm⁻¹, y si la muestra no contiene carbonatos ni carbonilo, se puede concluir que es interferencia de CO₂ [15].

6.2 Pico de vapor de agua (varias posiciones)

El vapor de agua en el aire presenta estructura fina (líneas rotacionales) cerca de 3400 cm⁻¹ (estiramiento O-H) y 1640 cm⁻¹ (flexión H-O-H), que parecen "dientes de peine" [1][15].

Métodos de eliminación:

• Purgar completamente la trayectoria óptica del instrumento antes de la medición (aire seco o nitrógeno)
• Medir la muestra inmediatamente después de adquirir el espectro de fondo
• Utilizar software de compensación atmosférica (como VaporFit [16])

6.3 Sobretonos (Overtones) y bandas de combinación (Combination Bands)

Además de la vibración fundamental (v=0→1), las moléculas pueden producir [10][17]:

• Sobretonos: transiciones v=0→2, v=0→3, etc., frecuencia aproximadamente 2 o 3 veces la fundamental, pero intensidad muy débil
• Bandas de combinación: suma (ν₁+ν₂) o diferencia (ν₁-ν₂) de dos o más frecuencias fundamentales

Estos picos suelen aparecer en la región de grupos funcionales, débiles, y pueden confundirse fácilmente con fundamentales [10][17]. Por ejemplo:

• El estiramiento C-H de aldehídos muestra un doblete a ~2720 y ~2820 cm⁻¹, uno de los cuales es debido a resonancia de Fermi [17]
• Los compuestos aromáticos tienen una serie de sobretonos débiles en 1700–2000 cm⁻¹, que pueden usarse para determinar el tipo de sustitución

6.4 Resonancia de Fermi

Cuando una frecuencia fundamental y un sobretono/banda de combinación tienen energías similares y la misma simetría, se acoplan, resultando en [10][11]:

1. Un pico original se divide en dos
2. El sobretono que debería ser débil se vuelve fuerte (toma prestada intensidad de la fundamental)

Ejemplo clásico: el estiramiento simétrico ν₁ del CO₂ (~1330 cm⁻¹) y su sobretono de flexión 2ν₂ (~1334 cm⁻¹) sufren resonancia de Fermi, dando lugar a dos picos a 1388 y 1286 cm⁻¹ [11]. Curiosamente, esta resonancia cuántica aparentemente "accidental" es una de las razones clave por las que el CO₂ es un potente gas de efecto invernadero [11].

"La coincidencia de resonancia ν₁ ≈ 2ν₂ en el CO₂ hace que el estiramiento simétrico, originalmente inactivo en IR, se vuelva observable — este efecto cuántico 'accidental' ha influido profundamente en el clima de la Tierra."
—— Wordsworth et al., arXiv:2401.15177 [11]

7. Ejemplo de espectro estándar: película de poliestireno

Casi todos los laboratorios de infrarrojos tienen un "espectro estándar": la película de poliestireno (polystyrene, PS). Es utilizada por el NIST como material de referencia estándar (SRM 1921a) para calibrar el eje de números de onda del instrumento [18].

7.1 Posiciones de pico certificadas NIST SRM 1921a

El NIST certifica 13 posiciones de números de onda de bandas de absorción para la película de poliestireno, con una incertidumbre mejor que 1 cm⁻¹ [18][19]:

Tabla 6: Posiciones de pico certificadas de poliestireno NIST SRM 1921a (Fuente: Certificado NIST [18], Tabla de calibración IUPAC [19])

📷 Figura 6: Espectro estándar de la película de poliestireno NIST SRM 1921a, las flechas indican las 13 bandas certificadas
Fuente: Certificado NIST SRM 1921a [18]
https://tsapps.nist.gov/srmex…

7.2 Valor didáctico del espectro de poliestireno

El poliestireno se ha convertido en el "estándar de oro" para la calibración porque [18][19]:

1. Estabilidad de posición de pico: La película de 38 μm de espesor tiene una excelente repetibilidad de la posición del pico
2. Amplio rango de cobertura: De 540 a 3125 cm⁻¹, cubriendo la mayor parte de la región infrarroja media
3. Fácil conservación: Película sólida, no requiere condiciones especiales de almacenamiento
4. Características claras: El anillo aromático monosustituido tiene dos picos fuertes cerca de 700 y 760 cm⁻¹, un ejemplo clásico para determinar el tipo de sustitución

💡 Consejo práctico: Después de encender el equipo o cambiar un accesorio, se recomienda tomar un espectro de la película de poliestireno y verificar si las posiciones de los picos a 1601, 1583, 1493, 906.7, 752, 698.9 cm⁻¹ están dentro de la tolerancia permitida (±0.5–1 cm⁻¹) [18].

8. Evaluación rápida de la calidad del espectro

Antes de comenzar la interpretación, tomate 30 segundos para evaluar la calidad del espectro, lo que puede evitar mucha confusión posterior [15]:

Tabla 7: Lista de verificación rápida de calidad del espectro (Referencia: Guía HCFTIR [15])

9. Resumen de esta sección: "Método de cinco pasos" para leer un espectro infrarrojo

Resumimos el contenido de hoy en un flujo de trabajo práctico:

① Eje horizontal: número de onda cm⁻¹, de alto (4000) a bajo (400)
② Eje vertical: %T (picos hacia abajo) o A (picos hacia arriba)
③ Explorar por regiones: X-H → triple enlace → doble enlace → huella dactilar
④ Describir cada pico: posición + intensidad (S/M/W) + forma (agudo/ancho)
⑤ Eliminar interferencias: CO₂(2350), vapor de agua (3400/1640), armónicos/combinaciones

Dominando este método, podrás "leer" el 90% de los espectros infrarrojos rutinarios. En el próximo episodio (Ep 05) entraremos en el tema de grupos funcionales y frecuencias de absorción características, comenzando con el pico más importante del infrarrojo: el carbonilo C=O, y reconociendo uno por uno las frecuencias características de cada grupo funcional.

Resumen de este episodio

Preguntas de reflexión

1. ¿Por qué el eje horizontal del espectro infrarrojo a menudo se dibuja de números de onda altos a bajos?
2. Cuando el mismo espectro se muestra en %T y absorbancia, ¿cómo se corresponden las relaciones de intensidad?
3. Si aparece un pico ancho cerca de 3400 cm⁻¹, además del O–H de alcohol, ¿qué interferencia común se debe sospechar?
4. Visita la página de picos ftir.fun 1700 y enumera al menos dos posibles asignaciones cercanas a ese número de onda.

Referencias

[1] NIST Chemistry WebBook. Ethanol IR Spectrum. https://webbook.nist.gov/cgi/…

[2] Foro Xiao Muchong. ¿Por qué son diferentes las coordenadas verticales en los espectros infrarrojos? 2009. https://muchong.com/t-1550007…

[3] LibreTexts. 6.11.1: Theory of Infrared Absorption Spectrometry. https://chem.libretexts.org/C…

[4] Bruker. What is FT-NIR Spectroscopy? https://www.bruker.com/en/pro…

[5] Brown LV. Does anyone know why FTIR spectra are typically plotted from high to low wavenumbers? ResearchGate, 2017. https://www.researchgate.net/…

[6] Truong-Son N. Why is the IR spectrum inverted? Socratic.org, 2016. https://vespr.org/questions/w…

[7] LibreTexts. 6.3: IR Spectrum and Characteristic Absorption Bands. https://chem.libretexts.org/@…

[8] Cabrillo College. 2E1 Theory: IR Spectroscopy. https://cabrillo.instructure.…

[9] Socrates G. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies. 3rd ed. Wiley, 2004.

[10] LibreTexts. 3.7: Non-Fundamental Transitions - Hot Bands, Combination Bands, and Fermi Resonances. UC Davis CHE 205. https://chem.libretexts.org/C…

[11] Wordsworth R, Seeley JT, Shine KP. Fermi Resonance and the Quantum Mechanical Basis of Global Warming. arXiv:2401.15177, 2024. https://arxiv.org/html/2401.1…

[12] LibreTexts. 15.3: Interpreting IR Spectra. Organic Chemistry. https://chem.libretexts.org/@…

[13] thinka.ai. Cambridge A-Level Chemistry (9701): Infrared spectroscopy. https://www.thinka.ai/en/camb…

[14] Liu X. 6.3 IR Spectrum and Characteristic Absorption Bands. LibreTexts. https://chem.libretexts.org/@…

[15] HCFTIR. A Practical 5-Step Guide: How to Read FTIR Spectra for Accurate Results in 2025. 2025. https://www.hcftir.com/a-prac…

[16] Bruzdza P. VaporFit: Automatic atmospheric subtraction. Phys. Chem. Chem. Phys. 2025, 27. DOI:10.1039/D5CP01007A. GitHub: https://github.com/piobruzd/V…

[17] LibreTexts. Combination Bands, Overtones and Fermi Resonances. https://chem.libretexts.org/@…

[18] NIST. Certificate of Analysis, SRM 1921a: Infrared Transmission Wavelength Standard (Polystyrene Film). 2014. https://tsapps.nist.gov/srmex…

[19] IUPAC. Tables of Wavenumbers for the Calibration of IR Spectrometers. Butterworths, London, 1961.（转引自 Minnesota State University 实验讲义 [20]）

[20] Minnesota State University. Infra-Red Spectroscopy of Solids and Solutions, Experiment. CHEM 380 Lab. https://web.mnstate.edu/maras…

Avance del próximo episodio: Ep 05 — Grupos funcionales y frecuencias de absorción características (Parte 1): C=O, O-H, N-H. Comenzaremos con el pico más "llamativo" del espectro infrarrojo, el carbonilo, y analizaremos uno por uno las frecuencias características, las reglas de forma de pico y los factores de influencia de los grupos funcionales comunes.