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近年来，星际分子的研究成为化学工作者研究的热点，星际空间真空低温的特殊物理条件，决定了星际分子存在形式和结构的特殊性，据了解，一些星际分子的活性很高，在实验室条件下很难合成，甚至在地球的一般条件下不可能存在，这就需要我们从能量角度对分子进行分析，在理论上进行论证。关于含C、H、N、O等星际分子的报道较多，对含Si和S等元素的星际分子报道的较少，研究这些分子进一步形成其他星际分子的问题，对星际有机物和碳/硅酸盐的形成研究具有一定意义。实验和理论研究都发现，在分子传递质子的作用下更有利于反应的进行，所以研究了星际小分子在反应中转移质子的机理。本文利用量子化学计算方法研究了反应的微观机理，我们使用Gaussian03程序包，利用密度泛函理论（DFT）方法，在B3LYP/6-311+G（d,p）基组水平上，研究星际小分子CO、CS、SiO、SiS分别和H2O反应的机理，并讨论了在H2O、CH3OH、HF、NH3等分子作催化剂时对上述反应的影响。全参数优化反应过渡态、反应物、产物及中间体结构，并对过渡态结构进行内禀反应坐标（IRC）验证，得到反应进行的最低势能曲线；对各物质能量进行校正，根据反应过程各驻点的能量，求出它们的相对能，得到反应活化能。论文主要研究工作如下：1.研究星际小分子CO、CS、SiO、SiS和H2O的反应机理，得到过渡态TSa、TSb、TSc和TSd活化能分别是265.4kJ/mol、324.5kJ/mol、364.0kJ/mol、149.0kJ/mol，反应势垒较高，常温条件下难以进行。CO、CS、SiO、SiS分别和H2O反应势垒大小顺序为：SiO>CS>CO>SiS。2.研究在H2O、CH3OH、HF、NH3等催化剂催化下，星际小分子CO和H2O的反应机理，计算得到各反应的活化能。通过改变催化剂分子个数，进一步讨论CO和H2O反应活化能的变化。（1）一分子上述催化剂催化下，CO和H2O反应过渡态为五元环，存在两种氢键，反应对应活化能分别为190.3kJ/mol、142.4kJ/mol、118.7kJ/mol、139.3kJ/mol，催化剂的催化能力大小顺序为HF>NH3>CH3OH>H2O。（2）两分子催化剂催化下，CO和H2O反应过渡态为七元环，存在三种氢键，较一分子催化剂催化时氢键强度大，更利于质子的转移，反应对应活化能分别为91.8kJ/mol、77.2kJ/mol、39.3kJ/mol、98.4kJ/mol，催化剂的催化能力大小顺序为2HF>2CH3OH>2H2O>2NH3，与一分子催化剂催化时相比催化效率更高。3.研究了在H2O、CH3OH、HF、NH3等催化剂催化下，研究星际小分子CS和H2O的反应机理，计算得到各反应的活化能。通过改变催化剂分子个数，进一步讨论CS和H2O反应活化能的变化。（1）一分子催化剂催化下，CS和H2O反应过渡态为五元环，存在两种氢键，反应对应活化能分别为91.9kJ/mol、80.6kJ/mol、44.3kJ/mol、69.6kJ/mol，催化剂的催化能力大小顺序为HF>NH3>CH3OH>H2O。（2）两分子催化剂催化下，CS和H2O反应过渡态为七元环，存在三种氢键，反应对应活化能分别为17.7kJ/mol、6.7kJ/mol、-31.3kJ/mol、21.5kJ/mol，催化剂的催化能力大小顺序为2HF>2CH3OH>2H2O>2NH3。4.研究星际小分子SiO和H2O在H2O、CH3OH、HF、NH3等催化剂催化下的反应机理，计算得到各反应的活化能。，并进一步讨论了催化剂分子个数对SiO和H2O反应活化能的影响。（1）一分子催化剂催化下，SiO和H2O反应过渡态为五元环，反应对应活化能分别为53.8kJ/mol、35.6kJ/mol、54.7kJ/mol、1.8kJ/mol，催化剂的催化能力大小顺序为NH3>CH3OH>H2O>HF。（2）两分子催化剂催化下，SiO和H2O反应过渡态为七元环，存在三种氢键，反应对应活化能分别为-23.7kJ/mol、-43.2kJ/mol、-26.1kJ/mol，但是相对于反应复合物来说活化能分别为48.5kJ/mol、37.0kJ/mol、23.9kJ/mol。5.研究了在H2O、CH3OH、HF等催化剂催化下星际小分子SiS和H2O的反应机理，计算得到各反应的活化能。并进一步讨论了催化剂分子个数对SiS和H2O反应活化能的影响。（1）一分子催化剂催化下，SiS和H2O反应过渡态为五元环，存在两种氢键，反应活化能分别为39.9kJ/mol、22.3kJ/mol、39.3kJ/mol，催化剂催化性能大小顺序为：CH3OH>HF>H2O。（2）两分子催化剂催化下，SiS和H2O反应过渡态为七元环，存在三种氢键，反应活化能分别是-36.6kJ/mol、-61.2kJ/mol、7.0kJ/mol，但是相对于反应复合物来说活化能则分别为36.4kJ/mol、20.8kJ/mol、70.5kJ/mol，这说明，SiS、H2O和催化剂极易形成复合物，使体系能量降低，与一分子催化剂催化时相比催化效率明显提高。