本文采用量子化学和分子动力学的方法,对有机膦酸分子与碳酸钙晶体相互作用机理进行研究。本文选取GaussianO3软件,应用密度泛函理论(DFT),采用B3LYP/6-31G*基组对AMP、MDP、HEDP、HPDP、ATMP、PBTC和EDTMP七种分子,对中性和碱性环境下的14种构型进行几何优化,得到最稳定的分子构象。从量子化学的角度分析优化后的有机膦酸分子的键长,键角,二面角,电荷分布,前线轨道能量等几何参数,推测其对碳酸钙结晶过程的影响。在量子化学的基础上,采用分子动力学(MD)模拟的方法,模拟方解石、文石和球霰石的晶体形貌及主要生长面,将其结果与电镜扫描实验图像进行比对,结果基本吻合。对有机膦酸分子与方解石台阶面、文石和球霰石的主要生长面的抑制作用进行研究。通过最终稳定构象,结合能,形变能,对关联函数等参数的分析,具体阐述有机膦酸分子与各晶面作用机理,预测有机膦酸分子对各晶面抑制作用的强弱。为模拟实际情况,本文选取ATMP、HEDP和EDTMP最常见的有机膦酸分子,对其在水环境下与方解石(104)晶面的相互作用的情况进行分析,分析结果与静态阻垢实验结果一致。