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近年来，以全氟辛磺酸（PFOS）为代表的全氟化合物（PFCAs），因其在环境介质中的稳定性、环境持久性和生物累积性正逐渐引起科学界的广泛关注。迄今为止，尚未发现其在自然环境中有效降解的途径，寻找该类物质的有效降解办法已成为一个亟待解决的环境热点问题。本论文采用量子化学计算方法，对全氟辛磺酸的结构、稳定性、电子性质、紫外光谱性质做了系统研究，以期为寻找该类物质降解机理的研究提供一些理论依据。主要研究结果如下：（1）应用Gaussian09程序，采用密度泛函理论B3LYP/6-31G（d, p）方法，对89个全氟辛磺酸(C8F17SO3H)异构体进行了结构优化、频率计算、吉布斯自由能计算及激发态计算。根据异构体的吉布斯自由能相对大小确定各物质的相对稳定性。研究结果表明，直链PFOS的稳定结构呈现螺旋状，氟原子紧密包裹在碳链外侧，C–F键键能很高使得PFOS的化学性质非常稳定。由于F原子间的空间位阻效应和电子效应使得89个PFOS异构体中含有端基三氟甲基（–CF3）的PFOS异构体具有较高的稳定性，而含有较多或较大取代基的多为不稳定异构体。PFOS在170nm附近有较强的吸收峰，电子跃迁时所需的激发能较大，在自然光照条件下不易降解。在PFOS各异构体中，支链PFOS异构体较直链异构体光稳定性差，光照条件下较直链异构体更易降解，使得PFOS直链异构体在自然环境中的相对含量占据主导。（2）采用含时密度泛函理论理论DFT/TD-DFT，对气相中PFOS的电子性质，紫外吸收光谱进行了研究。主要就PFOS的静电势、能隙、电离能、电子亲和势、前线分子轨道、激发能和吸收光谱做了详细的分析。研究结果表明，中性PFOS接受电子的能力强于PFOS阴离子，PFOS阴离子比中性的PFOS分子在紫外光条件下易被激发到激发态。（3）对零价金属（Al、Cu、Zn、Fe）活化全氟乙基磺酸（PFES）中C–F键的反应机理进行了理论研究。在B3LYP/6-31+G （d, p）计算水平上得到全氟乙基磺酸直接降解的理论结果。结果显示F原子以HF的形式被还原消除时，存在两种方式。在任一的方式中C–F的断裂都需要很高的活化能。不同金属对C–F活化反应的势能面在相同计算水平下获得，计算结果表明零价金属对C–F活化能力的顺序为：Al<无金属<Cu <Zn<Fe。理论计算得到的金属活化C–F反应的势能面很好的支持了Hori等人降解PFOS的实验结果。