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自旋-轨道耦合作用作为一种相对论效应，是原子分子物理学中的基本问题，研究它对我们正确理解和认识光化学反应、光合作用、药物的光生物学的活跃性和生物发光等过程至关重要。随着计算机硬件的发展和模型芯实(MCP)的提出，使人们较精确的研究分子的旋轨耦合成为可能。
本文在模型芯实下，采用量子化学中的多组态准简并微扰理论(MCQDPT)，应用Gamess-US程序，研究了自旋轨道耦合(SOC)作用下的第五、六和七主族双原子分子离子(N<+><2>、P<+><2>、As<+><2>、Sb<+><2>、O<+><2>、S<+><2>、Se<+><2>、Te<+><2>、O<-><2>、S<-><2>、Se<-><2>、Te<-><2>、F<+><2>、Cl<+><2>和Br<+><2>)以及碳化物(CF和CC1)的能量分裂，得到了分裂耦合值。得出了对于同一主族和同一周期的X<+><2>或X<-><2>耦合值随原子核电荷数增大而增大的结论。例如： O<+><2>(194.677cm<-1>)<2>(463.990cm<-1>)<,2>(1524.685cm<-1>)<2>(2524.072cm<-1>)；P<+><2>(208.500cm<-1>)<2>(463.990cm<-1>)<2>(665.956cm<-1>)。
通过把计算分裂耦合值与实验值对比可知对于小分子其计算结果比较准确，而对于第四和第五周期元素的双原子分子离子(As<+><2>、Sb<+><2>、Se<+><2>、Te<+><2>、Se<-><2>、Te<-><2>、Br<+><2>)误差较大，分析其原因有以下几点：(1)本文对于所有的分子都采用了(Λ，∑)耦合方式，而对于含重元素的分子采用(J，J)耦合可能更为准确；(2)MCP参数和对应的基组不足够精确引起的；(3)未能完整考虑Scalar相对论效应即Mass-velocity效应和Darwin效应引起的。
我们首先用MCSCF方法计算确定了所有分子基态的平衡核间距，然后用基组：MCP-T(Q)ZP(二、三周期)或MCP-DZP(四、五周期)对这些分子进行单点能扫描计算，得到了这些分子在自旋轨道耦合作用下分裂态的Murrell-Sorbie势能函数曲线，在此基础上根据原子与分子反应静力学和分子势能函数原理导出了这些自旋轨道耦合作用下产生的新的电子状态的力常数和光谱数据，我们的计算首次给出了这些电子状态的势能函数和光谱数据，并与已有的实验值做了对比，吻合的较好。