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Existen tres zonas del espectro electromagnético con especial interés en la determinación de compuestos químicos:
- La radiación visible-ultravioleta posee una energía adecuada para producir transiciones de electrones moleculares a niveles de energía superior. Es la denominada espectroscopía UV, cuya utilidad se limita principalmente a la determinación de moléculas con insaturaciones.
- La radiación infrarroja produce transiciones entre niveles vibracionales de una molécula. Los enlaces entre los átomos de una molécula no son rígidos, sino que vibran en torno a una posición de equilibrio y la radiación infrarroja es capaz de llevar estos enlaces a niveles de energía vibracional superiores. Es la denominada espectroscopía infrarroja (IR).
- Las ondas de radio poseen la energía adecuada para para hacer que los núcleos atómicos, sometidos a un campo magnético, entren en resonancia. Esta técnica se denomina espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN)
Tanto los niveles de energía vibracionales, electrónicos como de espín nuclear están cuantizados y las energías necesarias para promocionar el sistema desde un nivel inferior a uno superior vienen dados por valores discretos, característicos de cada sistema. Una molécula absorberá radiación electromagnética si el producto $h\nu$ coincide con la diferencia de energía entre el nivel inferior en el que se encuentra y el superior al que promociona.