稀有气体相对较低的化学活性,源于其稳定的电子构型,最外层均为充满的ns和np轨道,不易生成化合物。第一个稀有气体化合物Xe(Pt F6)n(1≤n≤2)的发现,掀起了稀有气体化合物的研究热潮。稀有气体非金属化合物中,以稀有气体氢化物(HRg Y)为代表的实验及理论研究备受国内外学者的关注。迄今为止,已经在实验中观测到的HRg Y型化合物大约有28个,可分为无机稀有气体氢化物和有机稀有气体氢化物两类。已有的研究报道中无机物居多,有机氢化物的研究限于直线构型的炔烃及其衍生物。因此,对于其他有机HRg Y型分子的理论研究很有必要,可以为该类分子的实验观测提供重要的理论依据。本论文针对含Ar、Kr及Xe原子的有机稀有气体氢化物进行了深入的理论计算研究,重点分析了分子的几何结构、电子结构及稳定性等,同时也对不同官能团对于稀有气体原子在成键方面的影响进行了考察。研究内容如下:1)采用二阶微扰(MP2)方法,研究了含有Xe原子的乙烯及乙烷衍生物HXe C2H3和HXe C2H5,并与文献报道的HXe CCH分子进行了对比。计算研究了该类分子的平衡结构、振动频率、红外光谱强度、分解反应能垒、自然键轨道(NBO)等。计算结果显示,乙烯衍生物HXe C2H3可能在实验中合成。在含有π键的HXe C2H3和HXe CCH分子中,Xe原子孤对电子离域到π*(C-C)轨道中,增强了分子的稳定性。2)论文还将有机稀有气体氢化物由烃类扩展到羧酸领域。采用相同的方法进行了含有Ar、Kr及Xe原子甲酸衍生物的理论计算研究。计算结果显示,HCOORg H(Rg=Ar,Kr,Xe)存在两种异构体,反式构型trans-HCOORg H比顺式cis-HCOORg H更加稳定。通过对几何结构、振动频率、自然键轨道(NBO)、轨道占据数(NPA)、杂化轨道组成(NHO)、自然键级(NRT)、分子轨道(MO)、电子密度的拓扑性质(AIM)等计算数据的综合分析,证实H-Rg之间是共价键,Rg-O之间以静电作用为主。HCOOKr H和HCOOXe H是可以稳定存在的,Ar的甲酸衍生物不易于实验室制备。LP(O)→σ*(H-Rg)的电子离域作用进一步加强了分子的稳定性。3)在稀有气体甲酸衍生物的基础上,运用相同的计算方法和基组开展了包含Ar、Kr及Xe原子乙酸衍生物的研究。通过分析计算结果可知,稀有气体乙酸衍生物的稳定性按照Rg依次为Ar、Kr、Xe的顺序逐渐增强,实验中合成含有Kr和Xe的有机化合物的可能性较大。化合物中LP(O)→σ*(H-Rg)之间的相互作用使分子稳定性增强。4)在甲酸和乙酸衍生物的基础上,将羧酸的尺寸进一步扩大,考察了含有Ar、Kr及Xe原子丙烯酸衍生物的性质。分析可知,该分子的两种结构s-cis syn C2H3COORg H(A)和s-cis anti C2H3COORg H(B)(Rg=Ar,Kr,Xe),能量相近、性质相似,相互转化的能垒也较小。同样,含有Ar原子的衍生物不能稳定存在,C2H3COOKr H和C2H3COOXe H在热力学上是稳定的。NBO及AIM的分析结果显示,H-Rg之间以共价键结合,Rg-O之间以静电作用相结合。分子中LP(O)→σ*(H-Rg)和π(C=C)→π*(C=O)之间的相互作用,使分子更加稳定。同时,羧酸分子尺寸的增大对于H-Rg-O的性质没有显著影响。