分子间相互作用一直引起理论和实验化学家的兴趣,氢键作为一种典型的分子间相互作用力已经通过很多理论和实验的方法得到很大的研究。近年来,氢键激发态在光物理、光化学以及生物等领域引起了人们很大的研究兴趣。本文运用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）,对（1）甲醛（CH₂O）与芴酮（FN）激发态复合物,（2）甲醛（CH₂O）与邻硝基苯胺（ONA）激发态复合物,（3）甲醛（CH₂O）与尿嘧啶（U）激发态复合物三个体系进行理论研究。文中利用B3LYP方法系统地分析了芴酮、邻硝基苯胺以及尿嘧啶三种小分子有机物分别和甲醛在不同电子状态下的成键本质以及通过光谱分析更深入地研究了分子间氢键和电子激发对单体和氢键复合物的影响。本论文主要内容包括以下几个方面:1.本文运用含时密度泛函理论（TD-DFT）研究电子激发态单体芴酮FN和甲醛CH₂O氢键复合物FN???CH₂O体系。在本文中,分别用DFT和TD-DFT方法对单体芴酮、甲醛以及形成的氢键复合物在基态和S₁/T₁激发态的几何构型进行优化,并计算了振动光谱、电子吸收和发射光谱。在复合物FN???CH₂O中形成了两个分子间氢键C=O???H-C,在S₁和T₁电子激发态下,两个分子间氢键是增强的。基态激发到S₁和T₁态是局部激发,在这个过程中芴酮单体被激发但是甲醛仍然保持在基态。分子间氢键使得基态甲醛中CH键伸缩振动频率蓝移,电子激发S₀?S₁和S₀?T₁导致芴酮中C=O键伸缩振动频率发生红移。2.本文参考文献使用含时密度泛函（TD-DFT）方法研究氢键复合物邻硝基苯胺（ONA）和甲醛（CH₂O）激发态的性质。在不同的电子状态下,氢键复合物（ONA???CH₂O）形成了分子内氢键和分子间氢键,通过研究氢键受体和供体特征基团的振动吸收光谱和氢键相互作用能,表明氢键在电子激发态S₁/S₂/T₁下是加强的。本文重点研究了电子激发态和氢键对复合物以及单体的影响。结果表明,氢键引起甲醛中CH伸缩振动频率蓝移;电子激发导致邻硝基苯胺中的N=O和NH伸缩振动发生红移以及在电子激发态S₁和S₂下,甲醛中CH伸缩振动频率有蓝移现象。S₁/S₂/T₁电子激发态是局部激发态,只有ONA单体激发,CH₂O单体仍然保持在基态。3.本文使用密度泛函B3LYP方法,在aug-cc-pVDZ基组下计算了基态和激发态尿嘧啶和甲醛三种氢键复合物体系,并且分别讨论了电子激发和氢键的形成对单体尿嘧啶和甲醛的影响。通过对单体分子和氢键复合物分子（U???CH₂O）的几何构型、电子吸收和红外光谱等性质的分析,表明单体尿嘧啶和甲醛分子既受氢键的影响也受激发态的影响。一方面,U???CH₂O复合物中分子间氢键使得尿嘧啶分子中C=O和NH键长增长,对应的伸缩振动频率都发生红移,同时使得甲醛分子中C=O键长增加,CH键长缩短,对应的C=O伸缩振动频率红移而CH发生蓝移。另一方面,当氢键复合物激发到S₁/T₁电子激发态时,三种氢键复合物中HB2:H₂C=O???H-N（U）相对应的尿嘧啶中NH键发生蓝移和甲醛中C=O键发生红移。同时,在电子激发态下,除了复合物3（C3）在S₁态下氢键是增强的,三种氢键复合物形成的分子间氢键是减弱的。