光谱技术具有探测灵敏度高、分析速度快、无损无污染等优点,因而得到广泛应用。建立合理的光谱模型是光谱分析中重要环节。本文利用量子化学高斯计算软件对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及异丁烷进行结构优化,获得常温下最稳定能量状态的结构参数。基于量子化学高斯计算辅助软件Gaussianview的分子振动情形,分别对各烷烃建立模型。烷烃泛频带主要是C-H键伸缩振动,由于甲烷和乙烷的高对称性,忽略耦C-H振子的耦合作用,建立了纯局域模模型。同时加入微扰论方法,对乙烷建立谐性耦合的非谐振子模型(HCAO模型)。针对丙烷、丁烷与异丁烷,加入振动耦合作为微扰项,建立谐性耦合的非谐振子模型。给出了模型的参数计算方法,并评价了个参数的优劣。在模型仿真和分析评价过程中,讨论了量子化学高斯计算软件中的从头计算方法中的哈特里-福克法(HF方法)和多体微扰方法(MPn方法)对HCAO模型的影响。提出了针对不同量子数的振动态,可以选择不同的从头计算方法,与文献烷烃光谱模型比较,证明了本文所建烷烃光谱模型,尤其在高倍区的有效性、合理性以及优越性。最后讨论了利用光谱实际测量天然气和油气的应用问题及基于预测模型的分析仪表的构想。