IDENTIFICACIÓN DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS

Sin lugar a dudas, uno de los objetivos más importantes de la química es conocer qué tipo de átomos o moléculas están presentes en cualquier tipo de sustancia. Para ello, los investigadores se basan en las propiedades físico-químicas de la misma. La identificación no es desde luego una tarea sencilla, ya que normalmente en los materiales no existe una única sustancia (nos referimos a un elemento o compuesto), sino mezclas de muchas. Además, con el desarrollo de la química orgánica y de la bioquímica, la complejidad de las moléculas de interés es a veces enorme y resulta muy difícil identificarlas. Afortunadamente, el desarrollo de ciertas técnicas analíticas ha hecho posible identificar, desde los elementos y moléculas más sencillas hasta las más complejas macromoléculas que existen en los seres vivos.

Esta técnica se basa en caracterizar las especies por su masa atómica/molecular. Para llevarla a cabo, generalmente, es preciso bombardear la especie con electrones de alta energía que arrancan un electrón a la molécula. Generalmente, cuando se trata de una especie molecular, ésta se rompe debido al impacto electrónico. La molécula madre y los fragmentos resultantes se hacen pasar a través de un dispositivo electrónico que los desvía selectivamente de acuerdo con su relación carga/masa. Como resultado, es posible obtener un diagrama (intensidad-masa) en el que las especies aparecen representadas como picos de intensidad proporcional a su abundancia, en el lugar del valor de masa correspondiente. La figura que incluimos es un espectro de masa en el que aparecen los picos del oxígeno y nitrógeno molecular (masas 32 y 28 respectivamente) y atómicos (masas 16 y 32) que se producen en una descarga de óxido nítrico. Los picos correspondientes a masa 18 y 17 corresponden al agua y al ion (OH)+ resultante de su fragmentación por bombardeo electrónico.

Esta técnica tiene importantes ventajas inherentes a su naturaleza (es capaz de distinguir entre distintos isótopos y además, a partir de los fragmentos se pueden elucidar ciertas moléculas orgánicas y distinguir dos moléculas que tengan la misma masa) pero también tiene importantes inconvenientes, como que sólo se puede aplicar a medios gaseosos y que no es capaz de proporcionar toda la información necesaria para elucidar moléculas grandes, aunque, en cualquier caso, es una buena técnica complementaria.

De forma genérica, la espectroscopía es una técnica basada en la interacción de la luz con la materia. Esta interacción debido a la naturaleza microscópica de la materia da lugar a fenómenos de emisión o de absorción de luz. Estos fenómenos se recogen en un espectro, que es una representación de la intensidad de la radiación que llega a un detector en función de la longitud de onda de la misma. Entre estas está la espectroscopia visible-ultravioleta, espectroscopia infrarroja (IR) la herramienta más potente para identificar grupos funcionales y se puede aplicar a líquidos, sólidos y gases, y resonancia magnética nuclear (RMN). La RMN es una técnica de análisis sumamente poderosa, sobre todo para identificar la estructura de moléculas orgánicas. En algunos casos permite elucidar la estructura de moléculas de gran complejidad (proteínas). Como inconvenientes, cabe señalar el elevado coste de los equipos, las condiciones de uso y la dificultad que tiene el análisis en algunos casos. Pese a todo el desarrollo de esta técnica ha supuesto una revolución en la química analítica.

Autor: Marco Castillo. Publicado el 18 de febrero de 2001.