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Metodi ottici d'analisi Spettrofotometria UV/VIS Spettrofotometria IR Polarimetria La natura della Luce. I metodi ottici d'analisi si basano sull'interazione tra radiazione elettromagnetica e materia, in particolar modo radiazione ultravioletta e infrarossa. Per poter spiegare le proprietà ottiche della materia come l'emissione di radiazione, l'assorbimento e il potere rotatorio, non ci si può basare sulla teoria corpuscolare che pur spiegando bene l'ottica geometrica non spiega i fenomeni suddetti. Mentre la teoria ondulatoria permette di studiare questi fenomeni ma non può spiegare l'effetto fotoelettrico. Verso il 1925 con le nuove teorie della meccanica ondulatoria prende corpo la natura dualistica della luce che è contemporaneamente corpuscolo e onda. Questi centri o granuli di energia che viaggiano nello spazio sotto forma d'onda prendono il nome di fotoni. Che viaggiano ad una velocità C (velocità della luce) paria a C = λν (2,997*10 8 m/s) dove lambda (λ) e la lunghezza d'onda mentre nu (ν) è la frequenza. Mentre l'energia correlata al fotone dipende dalla frequenza secondo la relazione E=hν. Dove h è la costante di Planck . Quindi l'energia correlata al fotone cresce al crescere della frequenza. Gamma delle radiazioni elettromagnetiche. Energia cresce --------------------------------------------------------------------------------------------->
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  • Metodi ottici d'analisi

    Spettrofotometria UV/VIS Spettrofotometria IR Polarimetria

    La natura della Luce.

    I metodi ottici d'analisi si basano sull'interazione tra radiazione elettromagnetica e materia, inparticolar modo radiazione ultravioletta e infrarossa.Per poter spiegare le propriet ottiche della materia come l'emissione di radiazione, l'assorbimento eil potere rotatorio, non ci si pu basare sulla teoria corpuscolare che pur spiegando bene l'otticageometrica non spiega i fenomeni suddetti. Mentre la teoria ondulatoria permette di studiare questifenomeni ma non pu spiegare l'effetto fotoelettrico.

    Verso il 1925 con le nuove teorie della meccanica ondulatoria prende corpo la natura dualisticadella luce che contemporaneamente corpuscolo e onda. Questi centri o granuli di energia cheviaggiano nello spazio sotto forma d'onda prendono il nome di fotoni. Che viaggiano ad unavelocit C (velocit della luce) paria a C = (2,997*108 m/s) dove lambda () e la lunghezzad'onda mentre nu () la frequenza. Mentre l'energia correlata al fotone dipende dalla frequenzasecondo la relazione E=h. Dove h la costante di Planck. Quindi l'energia correlata al fotonecresce al crescere della frequenza.

    Gamma delle radiazioni elettromagnetiche.

    Energia cresce --------------------------------------------------------------------------------------------->

    http://it.wikipedia.org/wiki/Costante_di_Planck
  • Quando sottoponiamo una sostanza all'azione delle radiazioni elettromagnetiche, l'energia raggiantein essa contenuta pu venir assorbita dalle molecole per essere trasformata in altre forme d'energia.Ricordiamo che per la teoria dei quanti ci pu avvenire solo per pacchetti h.

    --L'energia h pu aumentare l'energia cinetica di traslazione.--L'energia h pu aumentare l'energia cinetica di rotazione.--L'energia h pu in caso di molecole poliatomiche pu essere trasformata in energia di vibrazione.--L'energia h pu provocare il salto quantico di un elettrone.Le frequenze assorbite sono caratteristiche delle molecole.

    Radiazioni correlate ai vari tipi di trasformazione dell'energia: Traslazione (onde radio)Rotazione (estremo infrarosso)Moti vibratori (IR medio e vicino)Salti elettronici (UV/VIS)

  • Leggi sull'assorbimento. (Lambert Beer)

    TrasmittanzaEstinzione o Assorbanza

    Trasmittanza:

    Quando una radiazione luminosa incide su di un mezzo trasparente in parte viene riflessa e in partesi rifrange nel mezzo. Io l'intensit della luce incidente mentre Ix l'intensit della luce che nefuoriesce. Mentre Is l'intensit della luce che fuoriesce da una soluzione di riferimento o bianco.

    IxLa trasmittanza sar paria T = ------

    IsEstinzione o Assorbanza

    Il logaritmo decimale del reciproco della trasmittanza prende il nome di estinzione o assorbanza. 1 Is

    E = log ------ = log ------- = abc (a=coefficente d'estinzione,b=spessore, c=concentrazione) T Ix

    Da cui c=E/ab

    Spettrofotometria UV/VIS

    Spettrofotometria

    Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

    Uno spettrofotometro

    http://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Lambert-Beerhttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Spektrofotometri.jpghttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Spektrofotometri.jpg
  • Uno spettrofotometro portatile

    In fisica il termine spettrofotometria designa lostudio degli spettri elettromagnetici. Si tratta diun termine pi specifico del termine generalespettroscopia elettromagnetica, in quanto laspettrofotometria si occupa di luce visibile, dalvicino ultravioletto al vicino infrarosso.

    La spettrofotometria richiede l'uso dispettrofotometri. Uno di tali strumenti unfotometro, cio un dispositivo per la misuradell'intensit luminosa, che pu determinarel'intensit come funzione della lunghezza d'ondadella radiazione luminosa. Sono disponibili moltigeneri di spettrofotometri. Tra le distinzioni piimportanti adottate per classificarli vi sono gliintervalli di lunghezze d'onda nei quali operano,le tecniche di misurazione che adottano, lemodalit secondo le quali acquisiscono unospettro e le sorgenti dell'intensit luminosavariabile per la cui misura sono stati progettati.Altri aspetti importanti degli spettrofotometriincludono la loro banda spettrale e il loro intervallo di linearit.

    L'applicazione forse pi comune degli spettrofotometri la misurazione dell'assorbimentoluminoso.

    Vi sono due maggiori categorie di spettrofotometri; quelli a fascio singolo e quelli a fascio doppio.Uno spettrofotometro a fascio doppio misura il rapporto dell'intensit luminosa di due diversipercorsi della luce, mentre uno spettrofotometro a fascio singolo misura una intensit luminosaassoluta.

    Indice 1 Spettrofotometri della regione del visibile 2 Spettroradiometri 3 Spettrofotometri UV e IR 4 Voci correlate 5 Collegamenti esterni

    Spettrofotometri della regione del visibileLa spettrofotometria della regione del visibile, tra ca. 400 e ca. 700 nm, viene usata estesamentenella colorimetria scientifica. I produttori di inchiostri, le aziende della stampa, i produttori di tessilie molti altri tipi di imprese necessitano di dati ottenibili attraverso la colorimetria. Solitamente,nella spettrofotometria del visibile si effettuano misurazioni ad intervalli di lunghezza d'onda di 10nanometri e si produce una curva di riflettanza spettrale. Queste curve possono essere utilizzate percontrollare i lotti di coloranti per verificare se soddisfano i requisiti specifici. Gli spettrofotometridel visibile tradizionali non riescono a rilevare se un colorante presenta fluorescenza. Questo rendeloro impossibile operare correttamente sui colori quando qualcuno degli inchiostri da stampaanalizzato fluorescente. Per i coloranti che presentano fluorescenza occorre usare unospettrometro fluorescente bispettrale. Sono disponibili due assetti principali per gli spettrofotometriper lo spettro visibile chiamati rispettivamente d/8 o sferici e 0/45. Questi termini sono derivatidalla geometria della sorgente luminosa, dell'osservatore e dell'interno della camera di misurazione.

    http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Spettrometro_fluorescente_bispettrale&action=edit&redlink=1http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Curva_di_riflettanza_spettrale&action=edit&redlink=1http://it.wikipedia.org/wiki/Colorimetriahttp://it.wikipedia.org/wiki/Nanometrohttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettrofotometria#Collegamenti_esternihttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettrofotometria#Voci_correlatehttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettrofotometria#Spettrofotometri_UV_e_IRhttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettrofotometria#Spettroradiometrihttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettrofotometria#Spettrofotometri_della_regione_del_visibilehttp://it.wikipedia.org/wiki/Lunghezza_d'ondahttp://it.wikipedia.org/wiki/Fotometrohttp://it.wikipedia.org/wiki/Infrarossohttp://it.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettohttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettro_visibilehttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettroscopiahttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettro_elettromagneticohttp://it.wikipedia.org/wiki/Fisicahttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Spettrofotometro_portatile.jpghttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Spettrofotometro_portatile.jpg
  • Rappresentazione spettrografica dell'emissione luminosa di una lampada ad incandescenza (sinistra)e di una lampada fluorescente (destra)

    Spettrofotometri UV e IRGli spettrofotometri pi comuni sono usati nelle regioni UV e visibile dello spettro; alcuni di questistrumenti operano altrettanto bene nella regione dell'infrarosso vicino. Gli spettrofotometriprogettati per la regione principale dell'infrarosso sono molto differenti, a causa delle esigenzetecniche delle misurazioni in questa parte dello spettro. Uno dei fattori principali il tipo difotosensori che sono efficaci nelle diverse regioni spettrali, ma le misurazioni nell'infrarossorisultano impegnative anche perch virtualmente tutti gli oggetti emettono radiazioni IR inconseguenza di fenomeni termici, specialmente a lunghezze d'onda superiori ai 5 m.

    Molti spettrofotometri per analizzare lo spettro usano un monocromatore a prisma o a reticolo.

    Lo spettrofotometro misura quantitativamente la frazione di luce che attraversa una determinatasoluzione. In uno spettrofotometro, una luce proveniente da una lampada nella regione vicino-IR/VIS/UV (tipicamente una lampada a scarica in gas deuterio per l'UV/VIS e particolari lampadead incandescenza per l'IR) viene guidata attraverso un monocromatore che separa dallo spettrocomplessivo la radiazione di una particolare lunghezza d'onda. Questa luce passa attraverso ilcampione che deve essere sottoposto alla misurazione. Attraversato il campione, l'intensitrimanente della radiazione viene misurata mediante un rivelatore costituito da un fotodiodo o da unaltro sensore luminoso; questo consente di calcolare la trasmittanza della lunghezza d'onda inesame.

    Mentre gli assorbimenti di lunghezze d'onda che cadono nell'ambito dell'UV/VIS danno luogo avariazioni di energia elettronica, gli assorbimenti nella regione infrarossa sono invece legati avariazione dell'energia vibrazionale delle molecole. Tali effetti, che stanno alla base di una misuraspettrofotometrica, vengono comunemente sfruttati in chimica per determinazioni qualitative,quantitative ed inerenti allo studio della struttura e legame chimico.

    Spettrofotometro UV/VIS Monocromatore a reticolo

    http://it.wikipedia.org/wiki/Legame_chimicohttp://it.wikipedia.org/wiki/Chimicahttp://it.wikipedia.org/wiki/Molecolahttp://it.wikipedia.org/wiki/Lunghezza_d'ondahttp://it.wikipedia.org/wiki/Trasmittanzahttp://it.wikipedia.org/wiki/Sensore_luminosohttp://it.wikipedia.org/wiki/Fotodiodohttp://it.wikipedia.org/wiki/Rivelatorehttp://it.wikipedia.org/wiki/Intensit%C3%A0http://it.wikipedia.org/wiki/Incandescenzahttp://it.wikipedia.org/wiki/Deuteriohttp://it.wikipedia.org/wiki/Monocromatorehttp://it.wikipedia.org/wiki/Infrarossohttp://it.wikipedia.org/wiki/Spettro_visibilehttp://it.wikipedia.org/wiki/UVhttp://it.wikipedia.org/wiki/Lampada_fluorescentehttp://it.wikipedia.org/wiki/Lampada_ad_incandescenzahttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Spectral_Power_Distributions.png
  • Possibili moti vibrazionali, IR.

  • Spettrofotometro IR

    POLARIMETRIA

    La polarimetria una tecnica analitica strumentale che sfrutta il cambiamento di direzione delpiano di vibrazione della luce linearmente polarizzata durante il suo passaggio attraverso unostrato trasparente di una sostanza anisotropa (caratteristiche fisiche diverse in tutte le direzioni).Essa trova applicazione prevalentemente nello studio di strutture molecolari e nellanalisiquantitativa delle soluzioni di sostanze otticamente attive, in quanto la direzione e lentit dellarotazione dipendono dal potere rotatorio di queste.

    La luce e sue propriet

  • La luce ordinaria una radiazione elettromagnetica con propriet simili ad unonda che si allontana dalla sorgente lungo la linea di propagazione. Un raggio di luce costituito da due componenti che vibrano su piani perpendicolari tra loro: un campo elettrico ed un campo magnetico, oscillanti, che variano rapidissimamente di verso ed intensit. I piani su cui avvengono le vibrazioni sinusoidali di ciascun campo (elettrico e magnetico) oltre ad essere perpendicolari tra di loro sono perpendicolari alla direzione di propagazione del raggio.

    La distanza fra due creste successive definita lunghezza donda ().Lampiezza della vibrazione corrisponde alla sua intensit.Lenergia luminosa consiste di pi onde elettromagnetiche che vibrano su piani differenti. La luceordinaria, infatti, vibra su un numero infinito di piani perpendicolari alla direzione dipropagazione.Luce polarizzata

    Se questa luce ordinaria passa attraverso un filtro polarizzatore ottico, la luce emergente sar un raggio il cui vettore elettrico vibra su un singolo piano.

    Lenergia risultante chiamata luce polarizzata su un piano (o linearmente polarizzata). In realt la luce piano-polarizzata la risultante di due componenti polarizzate circolarmente opposte, dirette verso destra e verso sinistra, in concordanza di fase e con uguale frequenza ed ampiezza.

    Quando una delle due componenti rallentata da un mezzo chirale i vettori destro e sinistro si troveranno fuori fase e quindi cambier lorientamento del piano di polarizzazione.

    La luce pu anche essere polarizzata circolarmente o ellitticamente:circolarmente, se il piano di oscillazione ruota continuamente, con regolaritperiodica, attorno la direzione di propagazione, per cui il vettore rappresentativodel campo elettrico descrive una spirale a proiezione circolare; ellitticamente, sela spirale descritta dal vettore ha proiezione ellittica.

    Attivit ottica e composti chiraliSi definisce attivit ottica la capacit di un composto di ruotare il piano divibrazione della luce linearmente polarizzata, in una direzione o nellaltra. In genere, le sostanze dotate di asimmetria cristallina o molecolare possiedonoquesta capacit. Le sostanze anisotrope (asimmetriche) quindi fanno ruotare ilpiano di vibrazione dellonda-luce polarizzata, per cui sono otticamente attive.

    Un esempio dato dagli zuccheri e dagli amminoacidi.Come noto, esistono composti organici contenenti uno o pi atomi di carbonio al quale sono legati

    luce polarizzata: vettoricampi elettrico e

    magnetico

    luce ordinaria

  • quattro differenti gruppi funzionali. Dal momento che un atomo di carbonio con legami semplici ha una geometria tetraedrica (ibridizzazione sp3), i quattro gruppi funzionali possono esservi legati condue configurazioni diverse, dando origine a due molecole, una immagine speculare dellaltra, cio una coppia di antipodi ottici (enantiomeri).

    Questa particolare geometria influenza la trasmissione della luce piano-polarizzata dando a tali molecole la propriet dellattivit ottica. Quindi, sostanze in grado di ruotare il piano di vibrazione della luce polarizzata sono dette otticamente attive.

    PolarizzatoriPer lanalisi polarimetrica bisogna disporre di luce polarizzata che si ottiene mediante luso didispositivi detti polarizzatori. Il polarizzatore ha sulla luce naturale una funzione filtrante, chepermette di isolare raggi luminosi i cui vettorielettrici vibrano tutti su un solo piano.Sono polarizzatori:

    - tormalina1 (la sua trasmittanza perdipende dalla lunghezza donda)

    - prisma di Nicol (due prismi di calciteincollati con balsamo del Canad)

    - herapatiti2 (sostanze dicroiche ottenuteartificialmente)

    Prisma di NicolUn cristallo di spato dIslanda 3viene tagliato in due secondo un piano diagonale B. le due partivengono poi riunite e saldate con balsamo del Canada4. Linclinazione del cristallo rispetto alraggio incidente I viene studiata in modo che il raggio ordinario O incida sulla superficie Bsecondo un angolo superiore allangolo limite5, mentre il raggio straordinario S pu penetrare nelbalsamo ed emergere, polarizzato, dalla parte opposta del cristallo. Il raggio O deviato verrassorbito dalla faccia inferiore annerita del cristallo C.Quando un raggio di luce naturale, monocromatico penetra nel prisma, esso subisce rifrazione eviene sdoppiato in due raggi linearmente polarizzati (fenomeno della birifrangenza), uno dettoordinario e laltro straordinario, con piani di polarizzazione perpendicolari tra loro. Il raggioordinario incide sulla faccia interna del prisma con un angolo tale da farlo riflettere totalmenteallinterno e da venire assorbito da una parete appositamente annerita; il raggio straordinario incidesulla faccia interna del prisma con un angolo tale da passare inalterato. Dal prisma di Nicol emergepertanto un raggio piano-polarizzato parallelo al raggio naturale incidente.

    PolarimetroI polarimetri sono gli strumenti che permettono dimisurare il potere rotatorio di sostanze otticamenteattive. Il cuore di un polarimetro costituito dal materialeanisotropo che, grazie al fenomeno dellabirifrangenza, in grado di polarizzare la luce.

    BirifrangenzaUn raggio di luce ordinaria r, che attraversa un

    1 Minerale: silicato complesso di metalli diversi, di colore variabile in relazione alla composizione chimica; le variet trasparenti sono usate come gemme di notevole pregio2 Sostanze microcristalline polarizzabili elettricamente di origine sintetica derivate da reazioni dello iodio con

    solfato di chinino3 Variet limpida di calcite, in grossi cristalli utilizzabili per strumenti ottici.4 Liquido secreto da varie piante, costituito per lo pi da resine, che allaria diviene vischioso o solido5 Valore di angolo oltre il quale si ha riflessione e non rifrazione (quando langolo di rifrazione tende a 90, langolo

    di incidenza assume valore di angolo limite)

  • mezzo anisotropo, si sdoppia nei raggi O (ordinario) e S (straordinario) polarizzatiperpendicolarmente tra di loro.Il fenomeno detto anche doppia rifrazione perch entrambi i raggi risultano deviati rispetto alladirezione del raggio incidente, ma con un diverso indice di rifrazione e risultano polarizzatilinearmente su piani ortogonali.

    I componenti principali di un polarimetro sono:1. sorgente luminosa2. polarizzatore3. tubo polarimetrico4. analizzatore5. oculare 6. scala per misurare langolo di rotazione

    (A) Schema di un comune polarimetro ottico

    S =sorgente P =polarizzatore principale Pa=polarizzatore ausiliario, parallelo al principale T

    =tubo contenente il campione An =polarizzatore analizzatore, perpendicolare al principale, ruotabile e montato su un nonio Lc eLf =lenti O =oculare(B) Nella fase di azzeramento il polarizzatore An viene ruotato finch nelloculare O non si notauna condizione di penombra uniforme. A questo corrisponde una posizione b del nonio. (C) Quando viene introdotto nel tubo un campione otticamente attivo, nelloculare si notano duesemicerchi di diversa intensit.(D) Infine si ruota An fino a ripristinare la condizione di penombra uniforme (posizione c delnonio). La differenza fra c e b corrisponde allangolo di rotazione della luce polarizzata dovutoal campione.In una prima fase il polarizzatore ausiliario e lanalizzatore vengono allineati in modo tale che,quando il tubo vuoto o riempito di opportuno solvente, alloculare si possano osservare duesemicerchi illuminati di luce gialla con la medesima intensit. In seguito si ruota lanalizzatore perrealizzare le condizioni di massima oscurit ed in corrispondenza di questa posizione vienecontrollata la posizione dello zero.In un secondo momento si introduce la soluzione campione nel tubo e si fa ruotare lanalizzatore inmodo da ripristinare le condizioni di uguale intensit dei due semicerchi attraverso loculare. Unnonio fornir lentit dellangolo di rotazione misurato.

    Valutazione del segno del potere rotatorioPer convenzione, le sostanze che ruotano verso destra il piano della luce polarizzata sono dettedestrogire, al contrario, se lo ruotano verso sinistra sono dette levogire. E importante sottolineareche non si pu dedurre il segno del potere rotatorio specifico di una sostanza incognita con una soladeterminazione polarimetrica. In assenza, o con tubo polarimetrico vuoto si ha campo delloculareuniforme in corrispondenza di 0 e di 180; introducendo il mezzo otticamente attivo, si ristabiliscelestinzione (campo delloculare uniforme) facendo ruotare lanalizzatore di un angolo , ma anchefacendolo ruotare in senso opposto di - 180

    Per evitare errori nella valutazione, quando la sostanza in esame non nota, indispensabile fare

  • una doppia misurazione utilizzando nella seconda un tubo di lunghezza met del precedente:- se la sostanza destrogira si otterranno valori corrispondenti ad /2 e /2 180.- se la sostanza levogira si otterranno valori corrispondenti ad -180/2 e -180/2 180.

    Dagli angoli trovati nella seconda misura possibile ricavare il valore corretto.Esempio

    La misurazione su una sostanza attiva, in tubo da 4 dm, d luniformit di campo a +78 () ed a 102 (-180). Ripetendo la misura in tubo da 2 dm si trovano i valori 51 e +129; la rotazione di51 soddisfa la relazione (-180)/2 per cui si deduce che la sostanza levogira e poich si utilizzato un tubo polarimetrico di 2 dm il suo potere rotatorio specifico sar [] = 51/2 = 25,5

    Rotazione ottica

    Per un composto otticamente attivo langolo di rotazione sperimentale (espresso in gradi) delpiano di polarizzazione dipende dalla concentrazione c del composto, dalla lunghezza del camminol e da un fattore k, dove k una caratteristica del composto, detta potere rotatorio specifico

    Potere rotatorio specifico

    Il potere rotatorio specifico, o [], una costante fisica e quindi una propriet intrinseca deicomposti che presentano attivit ottica. E una grandezza che rappresenta la rotazione in gradiprovocata da un grammo di sostanza sciolto in 100 ml di soluzione, posta in un tubo polarimetricodi 1 dm; esso dipende dalla temperatura e dalla lunghezza donda utilizzata; si indica con:

    per cui sostituendo nella formula precedente:

    Da questa relazione, conoscendo il potere rotatorio specifico, possibile ricavare facilmente, dallamisura dellangolo , la concentrazione incognita di una soluzione.

    = c l k

    t

    []

    20

    [] D

    o, standardizzando questi parametri a 20 eriga D dello spettro del sodio, con:

    20

    = c l [] D

    20 [] = D c l

    da cui:

    20

    c = 100 / l [] D

  • esempio di calcolo del potere rotatorio specifico:una soluzione contenente in 10 ml 400 mg di soluto posta in una cella di 10 cm di lunghezza; larotazione osservata in questo campione a 20C usando la riga D del sodio di +4,36. Calcolare larotazione specifica del soluto.La concentrazione di 400 mg / 10 ml, cio 0,4 g /10 ml, cio ancora 4 g / 100 ml; per cuisostituendo

    [1] Minerale: silicato complesso di metalli diversi, di colore variabile in relazione alla composizionechimica; le variet trasparenti sono usate come gemme di notevole pregio

    [2] Sostanze microcristalline polarizzabili elettricamente di origine sintetica derivate da reazioni dello iodio con solfato di chinino

    [3] Variet limpida di calcite, in grossi cristalli utilizzabili per strumenti ottici.

    [4] Liquido secreto da varie piante, costituito per lo pi da resine, che allaria diviene vischioso o solido

    [5] Valore di angolo oltre il quale si ha riflessione e non rifrazione (quando langolo di rifrazione tende a 90, langolo di incidenza assume valore di angolo limite)

    20 +4,36 100[] = = + 109 D 4 1

  • Isomeria

    Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

    Tipi di isomeri

    L'isomeria (dal greco , isomers; isos = "uguale", mros = "parte") quel fenomeno per il quale sostanze diverse per propriet fisiche e spesso anche per comportamento chimico hanno la stessa formula bruta, cio stesso peso molecolare e stessa composizione percentuale di atomi.[1]

    Indice 1 Tipologie di isomeri 2 Alcuni esempi di isomeria

    2.1 Isomeria di catena 2.2 Isomeria di posizione 2.3 Isomeria cis-trans 2.4 Isomeria ottica

    3 Nuclidi 4 Note 5 Bibliografia 6 Voci correlate 7 Altri progetti 8 Collegamenti esterni

    Tipologie di isomeriDue composti con uguale formula bruta si dicono isomeri. Questi possono essere:

    Isomeri costituzionali (o strutturali), se hanno formula bruta identica ma diversa connettivit. In altre parole, sono composti aventi la stessa formula molecolare ma diversa

    http://it.wikipedia.org/wiki/Formula_molecolarefile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Collegamenti_esternifile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Altri_progettifile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Voci_correlatefile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Bibliografiafile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Notefile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Nuclidifile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Isomeria_otticafile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Isomeria_cis-transfile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Isomeria_di_posizionefile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Isomeria_di_catenafile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Alcuni_esempi_di_isomeriafile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#Tipologie_di_isomerifile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-1http://it.wikipedia.org/wiki/Massa_molecolarehttp://it.wikipedia.org/wiki/Formula_brutahttp://it.wikipedia.org/wiki/Lingua_grecahttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomerism-it.PNGhttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomerism-it.PNG
  • formula di struttura.[2] Ci implica differenti propriet fisiche e chimiche, dovute ai legami differenti degli elementi che compongono la molecola.

    Stereoisomeri, se hanno formula bruta identica, stessa connettivit, ma la diversa orientazione spaziale degli atomi rende loro non sovrapponibili.

    Omomeri, se hanno formula bruta identica, stessa connettivit e sono sovrapponibili (in pratica sono molecole identiche).

    L'isomeria molto diffusa ed importante nei composti organici e le classi di isomeri, si possono dividere ulteriormente in sottoclassi.

    Gli isomeri costituzionali possono essere isomeri:

    di catena, che interessa la struttura dello "scheletro" di carbonio, ossia la presenza e posizione di ramificazioni od anelli; isomeri di questo tipo hanno propriet fisiche diverse, ma reattivit chimiche spesso abbastanza simili;

    di posizione, che interessa la posizione di legami multipli o di gruppi contenenti atomi diversi da carbonio e idrogeno; isomeri di questi tipo appartengono alla stessa classe di composti, hanno quindi generalmente reattivit chimica simile, diverse sono invece le loro propriet fisiche;

    di gruppo funzionale, isomeri cio che pur avendo formula bruta uguale, presentano gruppifunzionalmente diversi, ed hanno quindi propriet chimiche e fisiche molto differenti.

    Gli stereoisomeri possono essere isomeri:

    configurazionali, o ottici, nelle molecole in cui sono presenti degli elementi stereogenici, cio elementi a causa dei quali la molecola ammette due isomeri che sono uno la forma speculare non sovrapponibile dell'altro. Elementi stereogenici possono essere un punto (un atomo, tipicamente un carbonio portante quattro sostituenti diversi, che viene definito centrochirale), un asse (l'asse di un legame fra due o pi atomi ad esempio alleni portanti quattro sostituenti diversi su carboni terminali), o un piano (una molecola planare con sostituenti orientati in maniera particolare sia nel piano della molecola che sopra o sotto questo). Di questa categoria fanno parte gli enantiomeri, isomeri di cui uno l'immagine speculare non sovrapponibile dell'altro. Tipicamente due isomeri configurazionali in cui uno non l'immagine speculare dell'altro si dicono diastereoisomeri, anche se tutte le coppie di stereoisomeri non enantiomeri possono essere considerate tipi di diastereoisomeri.

    geometrici, o cis-trans, nelle molecole in cui due carboni legati da un legame doppio sono entrambi legati a due gruppi differenti o, pi in genere, in molecole la cui struttura impedisce una libera rotazione attorno ad uno o pi legami; le loro propriet fisiche sono diverse, la loro reattivit chimica generalmente simile, ma vi sono notevoli eccezioni legate proprio a particolari configurazioni geometriche;

    conformazionali, il caso in cui pur non essendoci uno stereocentro, le possibili orientazioni date dalla rotazione di un legame C-C e dalle possibili conformazioni di una molecola (come ad esempio nel caso in cui i sostituenti di un atomo o una catena di atomi si orienti ad elica e anche nelle conformazioni dei cicloalcani) producono molecole con ugual formula bruta, ugual connettivit ma non sovrapponibili. Un isomero conformazionale si dice anche conformero o rotamero. il caso di sottolineare che i conformeri non sono dei veri e propri isomeri, in quanto la barriera energetica tra le varie orientazioni molto piccolae, a temperatura ambiente, l'una si trasforma nell'altra, pur avendo ciascuna una maggiore o minore probabilit a seconda della stabilit.

    Alcuni esempi di isomeria

    Isomeria di catenaI tre composti riportati in questo esempio hanno formula bruta: C8H16.

    http://it.wikipedia.org/wiki/Stereocentrohttp://it.wikipedia.org/wiki/Conformazionehttp://it.wikipedia.org/wiki/Molecolahttp://it.wikipedia.org/wiki/Diastereoisomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/Enantiomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/Diastereoisomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/Enantiomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/Elemento_stereogenicohttp://it.wikipedia.org/wiki/Molecolahttp://it.wikipedia.org/wiki/Idrogenohttp://it.wikipedia.org/wiki/Carboniohttp://it.wikipedia.org/wiki/Composto_organicohttp://it.wikipedia.org/wiki/Stereoisomerofile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-2http://it.wikipedia.org/wiki/Formula_di_struttura
  • Isomeria di posizioneI tre composti riportati in questo esempio sono tre fenoli. Differiscono per la posizione dei loro gruppi attorno all'anello. Ed i loro prefissi sono: orto- meta- para-.

    Isomeria cis-transDetta anche isomeria geometrica;[3] [4] affinch ci sia questo tipo di isomeria sono necessarie due condizioni:

    non deve esserci rotazione attorno al legame tra i due atomi di carbonio; ciascuno dei due atomi di carbonio deve essere legato a due gruppi diversi.

    Per la prima condizione non pu esserci isomeria cis-trans negli alcani (nei quali gli atomi dicarbonio possono ruotare liberamente attorno al legame semplice); per la seconda non pu essercinegli alchini (in cui essendo i due atomi dicarbonio legati tramite un legame triplo, possonofare soltanto un altro legame). Pertanto l'isomeriacis-trans avviene solo negli alcheni e in alcuni casinei cicloalcani.[5] Le due coppie di compostiriportate in questo esempio differiscono per ladisposizione dei gruppi attorno ad un elementoche impedisce rotazione (ad esempio un doppiolegame od un anello). Gli isomeri geometricivengono comunemente classificati con due diversitipi di nomenclatura: cis e trans o Z e E. Nellaprima l'isomero cis quello che ha due gruppiuguali dalla stessa parte di un doppio legame o diun ciclo, il trans li ha da parti opposte.[3] Nelsecondo tipo di nomenclatura, l'isomero Z quellocon i gruppi a priorit maggiore dalla stessa parte(la priorit viene stabilita in base alle regole dipriorit usate per la nomenclatura dei compostichirali) mentre l'isomero E li ha da parti opposte. A volte pu succedere che le configurazioni cis eZ si equivalgano, come del resto trans e E.

    http://it.wikipedia.org/wiki/Chiralit%C3%A0_(chimica)file:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-Cal-3file:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-5http://it.wikipedia.org/wiki/Cicloalcanihttp://it.wikipedia.org/wiki/Alchenifile:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-4file:///C:/Users/Admin/AppData/Local/AppData/Local/Temp/4%C2%B0B/Isomeria%20-%20Wikipedia.htm#cite_note-Cal-3http://it.wikipedia.org/wiki/Fenolihttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomeria_di_catena.PNGhttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomeria_di_gruppo_funzionale.PNGhttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomeria_cis_trans.PNG
  • Isomeria otticaLe due molecole riportate in questo esempio, differiscono solamente per il fatto di essere l'una l'immagine speculare non sovrapponibile dell'altra. Due stereoisomeri che sono l'uno l'immagine speculare non sovrapponibile dell'altro si dicono enantiomeri (in questo caso, l'elemento stereogenico un punto, cio un atomo di carbonio). Questa propriet anche detta chiralit.

    L'isomeria ottica una particolare tipologia di isomeria nella quale i due composti isomeri presentano le stesse identiche propriet fisiche e chimiche (a parte la diversa reattivit con altre molecole chirali) tranne differire per una caratteristica propriet ottica: se inseriamo una soluzione con i due isomeri ottici all'interno di un polarimetro, il fascio di luce che verr fatto passare sar deviato verso destra e verso sinistra dello stesso angolo, rispetto alla retta che il fascio individuerebbe in assenza degli isomeri. La luce non verr deviata se nel polarimetro inseriamo una soluzione contenente le stessa identica quantit dei due isomeri, ossia una soluzione "racemica"; solo in questo caso la luce continuer a vibrare su un unico piano senza subire alcuna deviazione. Langolo di cui ruota il piano di vibrazione della luce polarizzata dopo aver attraversato una soluzione detto potere rotatorio specifico di una sostanza.

    Il potere rotatorio di una soluzione dipende sia dalla concentrazione sia dalla lunghezza del tubo polarimetrico. Per rendere indipendente dai parametri sperimentali il potere rotatorio di una sostanza, si usa il potere rotatorio specifico []:

    [] = /cl

    dove:

    = angolo di rotazione misurato c = concentrazione in g/ml l = lunghezza del tubo in dm

    http://it.wikipedia.org/wiki/Concentrazionehttp://it.wikipedia.org/wiki/Potere_rotatoriohttp://it.wikipedia.org/wiki/Racemo_(chimica)http://it.wikipedia.org/wiki/Chiralit%C3%A0_(chimica)http://it.wikipedia.org/wiki/Enantiomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/Stereoisomerohttp://it.wikipedia.org/wiki/File:Isomeria_stereo.PNG
  • nome delgruppo

    funzionale

    formula delgruppo

    funzionale

    classe di composticontenenti il gruppo

    funzionaleprefisso suffisso

    legame singolo C-C Alcani alchil- -anolegame doppio C=C Alcheni alchenil- -enelegame triplo CC Alchini alchinil- -ino

    fenile C6H5-Idrocarburi aromatici [4] fenil-

    ione alogenuro -F -Cl -Br -I (generico: X-) Alogenuri alchilicifluoro-; cloro-; bromo-;iodo-

    acile -CO-X Alogenuri acilici alogenuro di ...-oilegruppo amminico primario

    -NH2 ammine primarie ammino- -ammina

    gruppo amminico secondario -NHR ammine secondarie alchilammino-

    -alchilammina[5]

    gruppo amminico terziario -NRR' ammine terziarie alchilammino- -alchilammina

    gruppo ammidico primario

    -CO-NH2 ammidi primarie[6] carbossammide- -ammide

    gruppo ammidico secondario -CO-NHR ammidi secondarie alchilcarbossammide- -alchilammide

    gruppo ammidico terziario -CO-NRR' ammidi terziarie alchilcarbossammide- -alchilammide

    gruppo -azo- -N=N- Azocomposti -azo- -azo-gruppo ciano- -CN Nitrili ciano- -nitrilegruppo nitro- -NO2 Nitroderivati nitro- gruppo nitroso- -NO Nitrosocomposti nitroso- gruppo -isocianato -N=C=O Isocianati -isocianato

    gruppo -tiocianato -N=C=S Tiocianati -tiocianato

    gruppo -carbammico R-NH(CO)O-R uretani -carbammato

    carbossile -COOH Acidi carbossilici carbossi- acido ...-oicoossidrile -OH Alcoli idrossi- -olo

    -OH Fenoliformile -CHO Aldeidi formil- -alegruppo acile -CO-R Chetoni alcoil-[7] -onegruppo acilossi -COO-R Esteri -ato[8]gruppo alcossi -O-R Eteri alcossil- -alchil etere

    -O-O-R Perossidi alcoperossi- -alchil perossidogruppo solfidrilico -SH Mercaptani mercapto- -tiolo

    http://it.wikipedia.org/wiki/Mercaptanihttp://it.wikipedia.org/wiki/Perossidihttp://it.wikipedia.org/wiki/Eterihttp://it.wikipedia.org/wiki/Gruppi_funzionali#cite_note-d-8http://it.wikipedia.org/wiki/Esterihttp://it.wikipedia.org/wiki/Gruppi_funzionali#cite_note-c-7http://it.wikipedia.org/wiki/Chetonihttp://it.wikipedia.org/wiki/Aldeidihttp://it.wikipedia.org/wiki/Alcolihttp://it.wikipedia.org/wiki/Acidi_carbossilicihttp://it.wikipedia.org/wiki/Uretanihttp://it.wikipedia.org/wiki/Tiocianatihttp://it.wikipedia.org/wiki/Isocianatihttp://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrosocomposti&action=edit&redlink=1http://it.wikipedia.org/wiki/Nitroderivatihttp://it.wikipedia.org/wiki/Nitrilihttp://it.wikipedia.org/wiki/Azocompostihttp://it.wikipedia.org/wiki/Gruppi_funzionali#cite_note-b-6http://it.wikipedia.org/wiki/Ammidihttp://it.wikipedia.org/wiki/Gruppi_funzionali#cite_note-a-5http://it.wikipedia.org/wiki/Amminehttp://it.wikipedia.org/wiki/Acilehttp://it.wikipedia.org/wiki/Alogenuri_alchilicihttp://it.wikipedia.org/wiki/Iodiohttp://it.wikipedia.org/wiki/Bromohttp://it.wikipedia.org/wiki/Clorohttp://it.wikipedia.org/wiki/Fluorohttp://it.wikipedia.org/wiki/Gruppi_funzionali#cite_note-e-4http://it.wikipedia.org/wiki/Composti_aromaticihttp://it.wikipedia.org/wiki/Composti_aromaticihttp://it.wikipedia.org/wiki/Alchinihttp://it.wikipedia.org/wiki/Alchenihttp://it.wikipedia.org/wiki/Alcani