在过去的二十几年,由于过渡金属在诸多领域（有机化学、生物化学,特别是催化化学）发挥着极其重要的作用,所以其与碳氢化合物的气相化学已被实验和理论工作者广泛研究,这为人们研究类似反应提供了重要的机理信息和反应模型。一般情况下,在碳氢化合物被d区金属活化的潜在重要类型中,C-H键被富电子金属中心活化,氧化—插入方式是主要的。相反,包含低价d0金属中心的物种阻止这种氧化—插入方式作为初始进攻方式,所以必须经历不同的反应机理。为了探索低价过渡金属活化碳氢化合物除氧化—插入反应机理以外的其它机理,我们选择YNH+与烯烃的反应作为研究体系。本文以量子化学中的分子轨道理论、过渡态理论为理论基础,参考Freiser等人的实验观测结果,运用密度泛函理论（density functional theory, DFT）计算方法对所研究的体系进行了深入细致的计算研究,通过计算找出反应中各物种（包括过渡态）的优化构型,进而得到体系势能面上反应物、中间体产物和过渡态等构型数据,以及热力学数据和轨道的有关信息。我们用这些数据综合分析反应机理问题,为进一步的实验研究提供了理论依据。全文共分四章。第一章,综述了包含d区过渡金属的物种活化碳氢化合物的反应模式及本文主要工作。第二章,概述了本文工作的理论背景和计算方法。前两章主要概括了本文工作的理论背景和理论依据,为我们的研究提供了可靠的量子化学方法。第三章,我们选取YNH⁺与丙烯的气相反应作为研究对象。计算结果表明YNH⁺与乙烯反应存在消除H₂和CH₄两个过程,且这两个过程是平行反应,消除H₂过程对应四条反应通道,消除CH₄过程对应两条通道;此外,这六条反应通道均需按照多中心过渡态反应机理进行,相比之下,H₂消除过程是主反应,这说明β-H比β-CH₃容易迁移。第四章,我们选取YNH+与乙烯的气相反应作为研究对象。计算结果显示YNH+与乙烯反应存在消除H2 （通道1）和NH3 （通道2）两个过程,且这两个过程是竞争反应,其中,消除H2通道经历两个多中心过渡态分两步进行,消除NH3通道经历四个多中心过渡态分四步进行,相比之下,消除H₂是主反应,这与实验报道是一致的;另外,在YNH⁺与乙烯反应的体系中,当乙烯过量时,脱氢过程对应的离子产物YC₂H₃N⁺还可继续与乙烯作用,经历多中心过渡态反应机理生成更稳定的六元环结构YC₄H₅N⁺,该过程在动力学和热力学上均是可行的。