第ⅢA族化合物由于其特殊的缺电子性质以及在合成、医药、光电材料等领域的应用价值备受关注。近年来,第ⅢA族金属炔烃配合物中的金属-金属多重键本质、硼化合物活化有机小分子不断被讨论。探究第ⅢA族化合物中的成键本质,能够帮助我们深刻理解第ⅢA族化合物结构和性质,丰富化学键理论,进而为化学合成提供理论依据。本文采用量子化学计算方法,对第ⅢA族化合物与一价金属离子和N₂成键性质进行了深入的探讨。本论文的工作分为以下两部分进行研究:1.目前,关于第ⅢA族金属多重键化合物的研究仍是现代化学中具有挑战性的课题之一。金属（M）与多重键双原子中心（XX）有几种成键模式。目前文献报道的金属阳离子-第ⅢA族金属多重键化合物多采取side-on（侧基配位）成键模式。事实上,从几何结构角度看,第ⅢA族金属多重键化合物的弯曲构型可以为end-on（端基配位）成键模式提供空间可能性。从电子结构角度上看,同一金属原子上同时存在供、受电子位点的特殊成键特点也可以为end-on成键提供可能。因此,本论文对第ⅢA族金属多重键化合物（NHC）Al≡Al（NHC）与一价金属阳离子相互作用进行了研究。计算结果表明,碱金属阳离子倾向于以side-on成键模式与（NHC）Al≡Al（NHC）结合,而过渡金属阳离子配合物则更倾向于采取end-on成键模式。碱金属阳离子与（NHC）Al≡Al（NHC）之间的相互作用遵循Li⁺>Na⁺>K⁺的顺序,而对于end-on过渡金属阳离子配合物,相互作用则按Au⁺>Cu⁺>Ag⁺的顺序依次减小。BLW-ED和QTAIM分析进一步分析表明,end-on过渡金属阳离子配合物具有明显的共价特征。2.过渡金属和双氮的键合在Haber–Bosch工艺和自然固氮上是至关重要的。然而,由于过渡金属较为稀缺、成本高、有毒并伴随着环境问题,近年来主族金属类似物引起了科学工作者的广泛关注。近日,德国维尔茨堡大学的Holger Braunschweig教授研究组发现一价硼宾化合物（CAAC）DurB（CAAC=环烷基（氨基）卡宾,Dur=2,3,5,6-四甲基苯基）可以结合N₂形成[（CAAC）DurB]₂N₂。在该化合物中,B-N-N-B为折线形。在过渡金属（M）-N₂化合物中,M-N-N通常为直线形,那么为什么在硼宾-N₂化合物中B-N-N-B为折线形呢?我们利用块定域波函数方法,对硼宾活化N₂的机理进行了研究。理论计算表明,与过渡金属活化N₂类似,（CAAC）HBN₂中σ供电子作用主要来自于N₂的σ轨道,π反馈作用来自于硼宾的π轨道;而[（CAAC）DurB]₂N₂却不同,在该化合物中,σ供电子作用主要来自于N₂的π轨道,因此,形成了方向相反的双“推拉”通道。而正是电子的双“推拉”效应增强了N₂的活化,并使得B-N-N-B呈现折线形。计算显示,当双“推拉”通道被禁阻,B-N-N-B将呈现直线形。此外,替换B原子上的取代基可以调控双“推拉”效应的强度,使得N₂具有不同的活化强度,B-N-N-B呈现不同的几何构型。