水包合物（clathrate hydrates）的储氢作用已经引起人们越来越多的重视。水包合物的主体结构由氢键连接的水分子笼构成,客体分子被包裹在笼子内部。水笼团簇（H₂O）₆有着最小的三维笼状结构,对水笼中氢键的理论分析,可以对水笼储氢的原理,氢键的本质、氢键的作用机理等起到进一步认识。本课题使用分子轨道从头算方法,应用HF、MP2、CCSD（T）等方法以及使用较大的基组,由浅入深的研究了水团簇（H₂O）_n,n=1-6,重点研究了水笼团簇（H₂O）₆中氢键的成键机制及其稳定性等。具体地说,对水笼团簇（H₂O）₆的几何结构、振动频率、解离能、H₂O分子间相互作用等内容进行了详细的分析。水团簇（H₂O）2有着最小的水团簇结构,本课题对2个H₂O分子间的相互作用进行了细致的分析,建立了应用电多极矩近似计算2个H₂O分子间的静电相互作用的新方法。对水团簇（H₂O）2的分析表明,2个H₂O分子间同时存在引力与斥力作用,2个H₂O分子间的静电作用约占总引力的93%,而分子间的共价作用约占总引力的7%。在水笼团簇（H₂O）₆的研究中,确定了水笼团簇（H₂O）₆的结构稳定,对其振动频率进行计算后发现水笼团簇（H₂O）₆的剪切振动频率相对于H₂O单体分子蓝移29.47-114.11cm-1,表明H₂O分子间的氢键对振动频率产生了一定的影响,存在在1个悬空H原子的H₂O分子有着更低的频率。水笼团簇（H₂O）₆的平均解离能（经BSSE修正）高于水团簇（H₂O）_n,n=2-5的情况,并没有延续n=1-5平均解离能依次降低的趋势。对水团簇（H₂O）_n,n=2-6的能量变化分析表明,在n<6的情况下,由1个H₂O分子开始,每增加1个H₂O分子结合成新的团簇,与组成团簇前的状态相比其总能量有着降低的趋势。在水团簇（H₂O）_n,n=4-6的研究中,首次计算了非近邻（不成氢键）H₂O分子间的静电相互作用,其中大多数H₂O分子间的非近邻静电相互作用表现为吸引作用。在水笼团簇（H₂O）₆中,总的非近邻静电作用占总解离能的12.2%,可以认为非近邻静电引力对水笼团簇（H₂O）₆几何构型的收缩与稳定起到了一定作用。