在实验室前期实验基础上,本文采用量子化学软件Gaussian 09对乙二胺硅胶杂化材料（en/SiO₂）吸附水溶液中金属离子过程中相应的性质进行了研究。本文以有机配体乙二胺（en）与金属离子Cu²⁺和Zn²⁺在水溶液中所形成配合物的结构作为研究对象,分别采用HF、DFT/B3LYP、DFT/M06-2X三种计算方法进行结构优化和频率分析,其中DFT/M06-2X方法的计算误差基本能控制在3.6%以内,依据误差最小原则选用该方法作为本研究的计算方法。在此基础上采用DFT/M06-2X方法对M（Ⅱ）-en-H₂O（M=Cu、Zn）体系中可能存在的八种配合物的几何结构、频率、wiberg键级、自然电荷布居、反应过程中能量的变化进行了计算和分析,通过对比发现:当Cu²⁺、Zn²⁺与配体en在水溶液中生成相同形式的配合物时,配位原子与Cu²⁺所形成配位键的键长更短,wiberg键级更大,配体与Cu²⁺之间的电子云重叠程度更大,而且热力学计算结果也显示Cu²⁺与配体进行配位反应时体系总能量降低的更多,所形成配合物的稳定性更高。构建了乙二胺硅胶杂化材料（en/SiO₂）的计算模型,对其几何结构、频率、前线分子轨道以及静电势进行了计算,并对en/SiO₂材料吸附水溶液中Cu²⁺和Zn²⁺过程中的性质进行了计算与分析。结果表明:en基团上的两个N原子与Cu²⁺所形成Cu-N键键长分别为2.067?和2.077?,与Zn²⁺所形成Zn-N键键长分别为2.170?和2.201?,说明N原子与Cu²⁺的相互作用较强;Cu-N键的wiberg键级分别为0.3212和0.3354,Zn-N键的wiberg键级分别为0.1939和0.2059,表明N原子与Cu²⁺之间的成键作用较强;同时在吸附过程中en/SiO₂分别向Cu²⁺和Zn²⁺转移了0.45个电子和0.27个电子,表明en/SiO₂与Cu²⁺之间的电子云重叠程度更大,相应配位键的强度也更强;热力学计算结果也表明en/SiO₂吸附水溶液中Cu²⁺时,反应体系中能量降低的更多,吸附反应在热力学上更容易进行。可见相对Zn²⁺吸附,乙二胺硅胶杂化材料对水溶液中Cu²⁺的吸附能力更强。