密度泛函理论（DFT）的基本定理说明电子密度所包含的信息可以准确确定基态的任何性质,包括反应活性和各种物理化学性质。密度泛函活性理论（DFRT）就是运用只含电子密度及其相关物理量来描述体系性质和活性。本论文主要利用DFRT探索了富勒烯异构体的稳定性及其本质来源;通过Pauli不相容原理对总动能的能量贡献,有效地评估了动能密度（KED）的性能;利用Pauli能定义强共价相互作用（SCI）指数,探索了重金属二聚体间的强相互作用。（1）本文运用密度泛函理论和密度泛函活性理论中的信息论方法来寻找富勒烯异构体稳定性的决定因素,并且利用能量分解探索异构体稳定性的起源和性质。研究结果表明,静电势是影响这些富勒烯异构体稳定性的主要因素,而其他作用（例如,空间效应和量子效应）起着微小但不可忽视的影响,另外,发现这些异构体稳定性的起源是电子密度的空间离域。该项工作为富勒烯分子的异构体稳定性提供新颖的见解。（2）动能密度体系中,针对18个中性原子和20个小分子测试了总共22种近似的半局部非相互作用KED泛函的性能。结果表明,KED泛函的广义梯度近似（GGA）公式通常可以合理准确地预测原子和分子的总动能值,但未能预测Pauli能量相关特性的积分值。其背后的原因是,目前可用的近似KED函数无法准确地解释远离核的形成共价键区域的动能密度分布。经研究发现,近似KED泛函的关键信息是来自成键区域,而不是核尖峰或渐近区域。Pauli能量对成键区域起着至关重要的作用,所以是近似KED泛函性能的可靠度量。为了更准确地计算Pauli能,应在形成化学键的区域进行进一步研究,以开发更合理的KED近似形式。（3）强共价相互作用（SCI:Strong Covalent Interaction）是指键合原子间共用两对甚至更多电子对的共价键,强共价键的键级大于等于二。以前的工作证明了该指数与电子定域化函数（ELF）的密切关系,其等值面形状可以有效的描述多重键级。另外,结合Pipek-Mezey定域化分子轨道（LMOs）方法和轨道占据前扰动的Mayer键级方法,对重金属原子间的强相互作用加以验证。结果表明,Cr₂、Mo₂和W₂等重金属的二聚体之间存在强相互作用,在不同的配体作用下可以形成不同键级。本研究为确定复杂体系中强相互作用的共价键级提供有力的证据,查明强相互作用的理化起源。同时这些方法能够应用于不同领域的其他系统,以有效地了解更多的共价相互作用。