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21世纪化学的一个重要方向是进行分子水平的研究，分子水平的研究将起着愈来愈重要的作用。化工的各种过程和新技术的开发和设计都离不开系统的热力学性质，从分子水平研究热力学性质显得非常迫切。本文是用量子化学方法计算7-氨基-3-去乙酰基头孢烷酸（简称7-ADCA）、头孢呋辛酯和头孢克罗的热力学性质和对其进行结构优化，按照对象不同，研究内容分为三部分。首先，用密度泛函理论（简称DFT）的B3LYP方法分别采用STO-3G (5D, 7F)、3-21G (6D, 7F)和6-31G (6D, 7F)基组对7-ADCA进行红外光谱计算和结构优化。将得到的三组红外光谱波数与实验值进行比较分析；然后计算7-ADCA的标准生成热、生成吉布斯自由能和标准熵等热力学函数，并对结果进行校正；最后比较三个基组优化出的7-ADCA的空间结构和电荷分布。然后，用DFT的B3LYP方法的3-21G* (6D, 7F)基组以及半经验的AM1、PM3方法对头孢呋辛酯进行红外光谱计算，将计算出的红外光谱波数与实验值进行比较，选出误差最小的方法计算头孢呋辛酯的标准生成热、标准吉布斯自由能和标准熵以及进行结构优化。最后，用DFT的B3LYP方法的STO-3G (5D, 7F)基组以及AM1、PM3方法对头孢克罗进行红外光谱计算，将计算出的光谱波数与实验<WP=4>值进行比较，选用误差最小的DFT方法得到的能量参数计算出头孢克罗的标准生成焓、标准吉布斯自由能和标准熵，以及对其进行结构优化。总之，本文用量子化学方法计算出了7-ADCA、头孢呋辛酯和头孢克罗的热力学性质，并优化出三者的空间结构和分子中各原子上的电荷分布，这些结果对于研究它们的性质、合成、改性和应用都有很好的指导和理论意义。