本论文设计了一系列新的金属-非金属-金属夹心型化合物,并且对其σ-芳香性及电学性质进行了理论研究。主要贡献如下:使用MP2方法优化得到了一系列金属-非金属-金属夹心型化合物M₃-CO₃-M′₃ （M, M′=Li, Na, K）。它们是一种由三个超原子子单元组成的超原子分子（superomolecule）。根据NBO电荷分析,我们知道M₃-CO₃-M′₃中的M₃和M′₃电荷均约为+1,CO₃电荷约为-2。因此,M₃-CO₃-M′₃是一个电荷分离体系,可被记作M₃⁺CO₃^2-M′₃⁺。在这种特殊的结构中,中心的CO₃^2-排斥两个金属环上的价电子,形成一对额外电子,从而导致了电子化物（electrides）的特性。我们知道孤立的Li₃⁺,Na₃⁺,K₃⁺都具有平面内的σ-芳香性。在这种特殊的夹心结构M₃⁺CO₃^2-M′₃⁺（M, M′=Li, Na, K）中,我们计算了子单元M₃⁺和M′₃⁺环平面中心及附近的核独立化学位移（NICS）值。结果发现,M₃⁺和M′₃⁺表现出不寻常的平面外σ-芳香性。每个芳香环（M₃⁺或M′₃⁺）的最大的NICS负值并不在环中心,而是在环平面外距离环平面约0.8¹.9?。研究发现,M₃⁺CO₃^2-M′₃⁺中的M₃⁺（或M′₃⁺）的平面外σ-芳香性来自于另外两个超原子子体系的共同作用。并且,对于M₃⁺CO₃^2-M′₃⁺（M=Li, M′=Li, Na, K）,M′₃⁺环的碱金属原子序数越大,Li₃⁺（M₃⁺）环的平面外σ-芳香性越显著。对于M₃⁺CO₃^2-M′₃⁺（M=M′=Li, Na, K）,M₃⁺和M′₃⁺环的平面外σ-芳香性随着M（M′）的原子序数的增加而越来越显著。此外,M₃-CO₃-M′₃（M, M′=Li, Na, K）是没有中心对称性的结构。由于额外电子存在可使其产生大的非线性光学（NLO）相应。我们计算了这些夹心型M₃-CO₃-M′₃（M, M′=Li, Na, K）的静态第一超极化率β₀值。结果发现,由不同超碱金属原子构成的夹心型化合物Na₃-CO₃-K₃的β₀值最大,达到了55881au。