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原子分子结构与势能函数的研究是原子分子物理学科中一个十分重要的方向，它与许多学科有着密切的关系。这方面问题的深入研究对发展原子分子物理，量子化学及材料科学都是很重要的基础，常常是物理科学家，量子化学家及材料科学家共同关心和研究的问题。对于分子构象的稳定性研究是目前国际上较活跃的研究课题之一。量子化学理论中的从头算方法，半经验方法和密度泛函方法都早已用于分子构象的研究，随着计算机技术的长足发展和计算方法的改进，人们已可在更高水平上对分子的结构与稳定性进行研究。
本文根据原子分子反应静力学原理和群的直积、约化和分解理论，导出了双原子分子OH、OT、OD、DT和XY(H、Li、Na)分子的离解极限。用Gaussian-03程序计算得到了这些分子的微观性质及分析势能函数，导出了各分子的力常量和光谱常数，并与实验结果做了比较。本文基于多体项展式理论方法，研究得到了SF2三原子分子的分析势能函数，并绘出了相应的等值势能图，导出的分析势能函数正确反映了它们的结构特点。
C2F6(全氟化碳)分子的交错构象和重叠构象分别具有D3d和D3h点群对称性。本文用现代量子化学H-F和DFT方法研究了这两种构象的分子结构性质和内旋转能垒，其中考虑电子相关作用的密度泛函(DFT)理论所得结果与实验值十分吻合。结果表明交错构象为稳定结构，重叠构象为过渡态结构。
C2H2F2(二氟乙烯)分子根据氟取代所处的空间位置不同，存在着顺式和反式构型。本文采用abinitio方法在不同水平上对其几何构型、谐振频率作了理论计算，发现顺式构型比反式构型稳定。并通过Mulliken布居数分析及最高占有轨道能量考察了C2H2F2分子在构型稳定上表现出顺式效应的原因。