相对论效应对于重元素原子分子结构与跃迁性质的重要性是不可忽略的,随着原子序数的增加,同族元素的相对论效应逐渐增加。在原子与分子物理学中相对论效应主要体现在两方面,一方面是多重态谱项能级的劈裂,另一方面是由于不同多重度的电子组态混合使电子态之间产生辐射跃迁和非辐射跃迁。相对原子结构来说,分子结构的计算要求高得多,同时考虑相对论效应也会使计算更加困难。这主要原因是波函数的双电子积分计算是最大的瓶颈,另一部分是相对较高的计算成本。本文中采用两种方案研究几种含有重元素分子的相对论效应对分子结构和跃迁性质的影响,其一是在非相对论框架下,采用“态相互作用”方法将相对论效应（主要是自旋-轨道耦合效应）作为微扰进行计算;另一种是在全相对论框架下考虑四分量Dirac哈密顿或者精确2-分量哈密顿直接求解。前者的计算相对简便而后者在实用性上还有局限,故而,虽然这两种计算方案都是研究分子相对论效应的重要手段,比较讨论二者的适用性和计算的准确度也具有重要理论意义。本论文中,我们主要研究包含一种重元素的双原子分子体系（Tl F、Tl H和Sb H）的电子结构和光谱性质。Tl原子有7,793 cm-1的自旋-轨道劈裂,同时含有元素Tl的分子在分子结构和光谱、冷分子物理的研究以及分子结构理论检验的校准过程中起着相当重要的作用;重元素氢化物低电子态之间的辐射跃迁,尤其是电偶极禁阻跃迁,也吸引着众多研究者的兴趣,一方面源于禁阻跃迁在实验上观测有难度,另一方面这些跃迁理论研究的实现需要引入相对论效应。为此,为了获得精确的光谱信息和跃迁性质,我们对相关分子进行系统地研究,获得了这些分子电子态的结构和辐射跃迁,也为实验光谱的标识和光谱现象的理解提供重要的参考信息。同时,我们以Sb H分子的禁阻跃迁为例,讨论了两种计算方案的计算结果,分析了误差来源和给出了误差估计方案。该论文主要的研究内容和研究结果如下:1)采用多参考组态相互作用方法和“态相互作用”方法,研究了Tl F分子电子态光谱参数和跃迁性质。基于计算的13个Λ-S态和24个Ω态的绝热势能曲线,获得了束缚态的光谱常数,此结果与已有的实验值和理论值吻合的很好。与此同时,解释了实验中未能观测到a~3（47）0+态v’＞3振动能级的原因是由于a~3（47）0+（v＞3）态的振动带与a~3（47）（16）态的低振动带重叠,从而增加了实验观测难度。我们还计算了自旋禁阻跃迁a~3（47）-X~1（50）+的电偶极矩、Franck-Condon因子、振子强度和爱因斯坦系数,得出a~3（47）1-X~1（50）+0+（v’=0）自发发射寿命为84.7 ns,与实验值99±9 ns合理吻合。2)计算了TlH分子的电子态结构与性质。基于“态相互作用”的多参考组态相互作用方法外加自旋-轨道耦合和5d电子关联,计算了Tl H分子的19个Ω态的势能曲线。计算发现5d电子的关联效应对光谱常数有至关重要的影响,使基态平衡核间距Re的计算值改进了0.0083?。在相对论框架下,兼顾准确与效率,采用二分量哈密顿和相对论组态相互作用方法,计算了Tl H分子低电子态的永久偶极矩和跃迁电偶极矩。基态的永久偶极矩为0.4603 a.u.,该值与已有的理论值0.4838 a.u.符合的很好,预测了a~3（47）0+（7）v’=0（8）的自发发射寿命为2.4?s。3)采用两种处理相对论效应的计算方案,研究了Sb H分子b~1（50）+态的跃迁性质,并以此为例给出了计算的误差估计方案。首先我们使用“态相互作用”方法研究了Sb H分子25个Ω态的势能曲线和相关跃迁。在跃迁方面,我们着重讨论了与b~1（50）（10）态相关的跃迁,借助计算得到的跃迁电偶极矩和Franck-Condon因子,获得的b~1（50）（10）态的寿命值为实验值的一半;采用基组外推和在“态相互作用”中包含更多的高激发态可以改善部分计算结果,使b0+-X21跃迁的电偶极矩与实验值比较相近,而b0+-X10+跃迁的电偶极矩仍为实验值的1/2。进一步地,全相对论的计算结果表明,b0+-X10+跃迁的电偶极矩计算值极大地改进（绝对误差-0.0023a.u.）,并与实验值处于相同数量级;相比之前的理论结果,b0+-X21的跃迁电偶极矩与实验值更加接近。考虑基组外推和虚拟轨道截断能等因素所引起的不确定性,最终得出b~1（50）（10）态的自发发射寿命为163.5±7.2?s与实验值173±3?s合理吻合。此外还计算得出X21态（v’=0）和a2态（v’=0）的自发发射寿命分别为48.6s和8.2 ms。本论文中,我们采用两种计算方案来考虑分子体系的相对论效应,主要研究了三种重元素分子的电子结构和跃迁性质。严格地处理相对论对于获得高精度的重元素体系性质是必要的,但不是充分的,此外还必须考虑电子关联效应;充分考虑高电子态的“态相互作用”方法也可以给出比较接近的结果。研究不仅获得了三种分子的光谱参数和跃迁性质,解释了部分实验光谱现象,也对理论研究重元素分子计算方案的选择给出了重要启示。