众所周知,氢键在化学、生物等广泛的领域内起着非常重要的作用。氢键不仅能影响到分子和生物大分子中的结构和稳定性,同时它也能影响到许多化学、物理和生物过程。将氢键理论运用到酸碱标度的研究作为一个崭新的课题近年来已经引起广泛的关注。对有机物的pKa理论研究是对实验测试方法的补充,更能从微观角度揭示电离的现象和本质。因此,这是一个有趣而且很有指导意义的课题,人们期盼着能从理论上对有机物的pKa进行研究,以求弥补实验的缺陷。溶剂化效应在化学反应速率、化学平衡、甚至反应机理中都广泛存在着,目前,国内外对溶剂化效应的研究是理论化学计算中一个炙手可热的领域。本文主要研究了有机酸、有机胺、氨基酸等,运用高水平从头计算方法详细研究了它们的水合分子簇体系。我们主要在各物种的平衡构型基础上,分析其最优化几何参数和相互作用能,同时进行了最稳定构型的指认。接下来,我们采用不同方法(主要是B3LYP和HF方法)结合极化连续模型(PCM)对不同官能团有机物在极性溶剂(水)中的pKa值进行理论计算,探讨何种方法更适合于pKa理论研究。在最后一章中把氨基酸的酸性基团和碱性基团综合起来考虑时,我们将以氢键为基础形成的簇-连续理论运用到氨基酸等两性物质等电点pKI的计算中,同时探讨了形成分子簇时溶剂分子的最佳数目和位置。本文采用水分子围绕在有机酸、有机胺、氨基酸的极性基团周围,使之形成分子簇,然后探寻相应的最优化构型,并构建合适的热动力学循环,最终取得了理论模拟计算的结果与实验值的较好吻合。本文对有机物酸碱标度研究的理论方法和模型的讨论,它能对将来的实验以及进一步的理论研究产生一定影响。