碳碳键偶联一直是碳链增长的重要方法之一，而如何在分子尺度下实现金属表面的碳链增长与共轭分子体系的构建，对于有机分子电子学的发展具有重要意义。本论文设计、合成了多种异氰、卟啉及卤代芳烃化合物，并详细研究了其中部分有机分子在不同金属表面的自组装反应和交叉偶联反应，并对其反应条件、产物结构进行了深入探索。本论文的主要成果有:(1)设计、合成了10种异氰及溴代异氰类衍生物，在Au(111)、Ag(111)和Cu(111)表面实现了4，4-二异氰基联苯分子与相应金属的配位自组装反应。通过扫描隧道显微镜(STM)检测，我们发现4，4-二异氰基联苯分子在Au(111)上通过配位自组装反应形成了直链结构，而在Ag(111)和Cu(111)表面则通过配位自组装反应形成了新型的六边形有机-金属网格结构。(2)基于异氰分子具有较高的反应活性并在表面上难以自身偶联的特点，我们设计、合成了5种氯代和溴代卟啉，并首次实现了溴代卟啉与异氰分子的交叉偶联反应，得到了一个卟啉分子和两个异氰分子偶联的产物，并通过STM和飞行时间二次离子质谱对产物结构进行了表征。(3)设计、合成了11种卤代芳烃，在Ag(111)表面上实现了1，4-二氯-3，5-二（三氯甲基）苯与金属的配位，并在Au(111)表面上使其反应生成炔烃，在成功得到了碳碳键偶联的直链炔烃结构。