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本工作应用量子化学密度泛函方法,分别对3-吡咯烷基苯并蒽酮和D-荧光素进行了吸收和发射光谱的计算,研究了它们的电子结构和光谱特征,分析了不同泛函、基组以及溶剂效应对吸收和发射光谱的影响,并研究了D-荧光素在溶液中的激发态分子间质子转移机理。1.3-吡咯烷基苯并蒽酮的电子结构和光谱性质采用量子化学方法优化3-吡咯烷基苯并蒽酮的基态几何结构和第一单重激发态的几何结构,并与X射线晶体衍射实验值进行了对比。利用含时密度泛函理论(TD-DFT)的不同泛函,计算了3-吡咯烷基苯并蒽酮在气相和溶剂相中的吸收和发射光谱,考察了它的电子结构和光谱特征,并分析了不同泛函、基组以及溶剂效应对吸收和发射光谱的影响。计算结果表明,3-吡咯烷基苯并蒽酮的最强吸收和发射光谱都是具有ππ*跃迁特征的电荷转移态(CT)；泛函B3LYP能较好的重现实验吸收能；而对于具有分子内电荷转移特征的激发态,泛函MPWK能较好的重现实验发射能。溶剂效应的计算表明,不同极性的溶剂对3-吡咯烷基苯并蒽酮的吸收光谱的影响较小；对于发射光谱,溶剂效应的影响较大。理论预测的光谱与实验结果一致。2.D-荧光素的电子结构、光谱性质和激发态质子转移机理的理论研究采用量子化学方法优化了D-荧光素(ROH)及其失质子产物(RO-)的基态几何结构和第一单重激发态的几何结构,并在此基础上利用含时密度泛函理论计算了ROH和RO-在不同环境中的电子结构和光谱性质。溶剂效应采用连续极化介质模型(PCM)计算。计算结果表明,尽管ROH的第一单重激发态是一个电荷转移态,但是它本身并不发射双荧光。在乙醇溶液中的双荧光发射来自不同的物质,短波区的荧光(440 nm)来源于ROH的发射带,长波区的荧光(530 nm)来源于RO-的发射带；在水溶液中的单荧光发射来源于RO-的发射带；在乙腈溶液中的单荧光发射来源于ROH的发射带；长波区和短波区荧光发射峰强度比取决于ROH激发态分子间质子转移反应活化能的大小。根据计算结果,我们建议了ROH在溶液中的激发与驰豫途径,理论预测的吸收和发射光谱与实验结果一致。