大学化学

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红外光谱的具象化教学：从Gaussian中Freq命令到GaussView具象化实现

田东杰1, 黄艳杰1, 原晓喻1, 时梦红1, 李晓川2, 刘立杰1, 徐翠莲1, 郑昕1   

  1. 1 河南农业大学理学院, 河南 郑州 450002;
    2 河南师范大学化学化工学院, 河南 新乡 453007
  • 收稿日期:2025-12-18 修回日期:2026-03-26
  • 通讯作者: 田东杰, 徐翠莲, 郑昕 E-mail:tdongjie@foxmail.com;xucuilian666@126.com;zhengxin@henau.edu.cn Dongjie Tian, Cuilian Xu, Xin Zheng
  • 基金资助:
    2024河南省研究生教育改革与质量提升工程项目——农化产品高效利用与管理(YJ2024AL060)；河南省自然科学基金(262300422400)；25年高层次人才专项支持基金(30501802)； 2025年度河南农业大学本科教育教学改革研究与实践项目青年教师项目(2025XJGLX178)；新农科背景下物理化学实验课程教学改革与创新实践研究(2025XJGLX116)；有机功能材料研究生课程教学改革研究与实践(2025YJSJGSJ025)

Visualized teaching of infrared spectroscopy: from Gaussian’s Freq command to GaussView implementation

Dongjie Tian1, Yanjie Huang1, Xiaoyu Yuan1, Menghong Shi1, Xiaochuan Li2, Lijie Liu1, Cuilian Xu1, Xin Zheng1   

  1. 1 College of Sciences, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, Henan Province, China;
    2 School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan Normal University, Xinxiang 453007, Henan Province, China
  • Received:2025-12-18 Revised:2026-03-26
  • Contact: Dongjie Tian, Cuilian Xu, Xin Zheng E-mail:tdongjie@foxmail.com;xucuilian666@126.com;zhengxin@henau.edu.cn

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摘要： 红外光谱教学的核心难点之一在于学生理解分子振动模式及其与特征吸收峰的对应关系。引入Gaussian软件的“Freq”命令进行可视化模拟，将理论、振动动画与光谱数据有机结合，增强教学直观性。该方法支持学生自主构建分子体系，通过动态观察实现主动学习，有效提升其分析红外谱图的独立能力。

关键词: 红外光谱, 理论计算, Freq, 分子振动及特征吸收, 形象教学

Abstract: A core challenge in infrared spectroscopy education lies in students’ comprehension of molecular vibrational modes and their correlation with characteristic absorption peaks. This study introduces a visualization approach utilizing Gaussian’s “Freq” command, which effectively integrates theoretical concepts, vibrational animations, and spectral data to enhance instructional clarity. The methodology empowers students to independently construct molecular systems and achieve active learning through dynamic observation, thereby significantly improving their autonomous ability to analyze infrared spectra.

Key words: Infrared spectroscopy, Theoretical calculation, Freq, Molecular vibration and characteristic absorption, Visual teaching