本文研究了芳香族成员中多环芳烃的电子性质，以及苯系化合物的理化性质及生物富集系数与化合物结构之间的定量关系。　　首先，我们通过第一性原理计算方法研究了线型和角型系列多环芳烃的结构稳定性和电子性质。研究发现线型和角型多环芳烃的前线轨道能隙均随着宽度和长度增加而减小。角型多环芳烃的能隙大于其线型异构体，显示较高的动力学稳定性。线型多环芳烃的HOMO及LUMO主要局域在其锯齿形边界上，而角型多环芳烃则呈整体分布。同时，两种结构显示出完全不同的磁学性质。我们的结果为尺寸和拓扑结构对多环芳烃电子、磁学性质的影响提供了重要见解，对于具有特定电子特性多环芳烃的实验合成具有重要意义。　　然后，通过定量构效关系方法研究了苯系化合物的四种基本理化性质，包括正辛醇-水分配系数、熔点、沸点、蒸汽压等。分别结合Dragon软件计算的各种理论结构描述符和MOPAC软件计算的量子化学描述符构建了QSPR模型，结果显示两类描述符均能较好的描述这几种理化性质，所涉及的描述符显示出对理化性质相似的影响因素，如分子极性、氢键作用力等。同时，针对无氢键化合物构建了理化性质局部模型，局部模型相对于全局模型在拟合优度和预测能力上均显著提高，然而其应用范围具有一定的局限性。　　最后，通过定量构效关系方法研究了苯系化合物的生物富集系数(BCF)。通过简单的正辛醇-水分配系数(LogKow)构建了线性和抛物线模型，发现后者具有更好的拟合度。生物富集系数与LogKow正相关，这为环境管理工作中以LogKow作为生物富集性评价标准提供了理论支撑。应用广泛使用的线性溶剂化能模型对BCF进行了预测，并进一步引进分子体积和介电能两个参数对模型进行了优化，构建了量子化学模型。使用Dragon软件计算的各种理论结构描述符对BCF构建了预测模型，发现模型具有更好的拟合优度、稳定性和预测能力。分析结果显示分子间范德瓦尔斯、偶极及氢键作用力均对BCF具有影响作用。