Инфракрасная спектроскопия: средне-, ближняя и дальняя инфракрасная/терагерцовая спектроскопия

В статье представлен обзор инфракрасной (ИК) спектроскопии. Отдельно рассмотрены среднеинфракрасная (MIR), ближняя инфракрасная (NIR) и дальняя инфракрасная/терагерцовая (FIR/THz) спектроскопия, а также проведено их сравнение по принципам, характеристикам, преимуществам и областям применения. Среднеинфракрасная спектроскопия является основным спектроскопическим методом в ИК-диапазоне и главным образом изучает фундаментальные колебания молекул. Ближняя инфракрасная спектроскопия объединяет электронную и колебательную спектроскопию; однако в настоящем обзоре преимущественно рассматривается колебательная NIR-спектроскопия, при которой наблюдаются полосы обертонов и комбинационных колебаний. Дальняя инфракрасная/терагерцовая спектроскопия включает колебательную и вращательную спектроскопию. В настоящем обзоре рассматривается только её колебательный вариант. Эти три метода имеют широкий спектр применений, поэтому их различные аспекты довольно сложно описать одновременно. В связи с этим выбраны три ключевые темы: исследование водородных связей, применение квантово-химических расчётов и визуализация. В заключительном разделе обсуждаются перспективы этих трёх методов спектроскопии.