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定量结构-活性/性质关系(Quantitative structure-activity/porperty relationship，QSAR/QSPR)作为当今化学基础理论与应用的重要研究方法，其研究领域已涉及药物、生物、化学与环境科学等诸多学科。辛烷值作为衡量汽油性能最重要的指标之一，在过去多年为了提高汽油的燃烧性能并减少对环境的危害，人们一直在研究碳氢化合物结构和对应辛烷值的关系。本文采用多元线性回归方法对烷烃、环烷烃、芳香烃的量子化学参数以及拓扑指数和辛烷值的关系进行了详细的定量构效关系研究，为探索高抗爆性的汽油组分提供了理论依据。利用量化软件Gaussian09中DFT-B3LYP方法在6-31G**基组水平下对烷烃、环烷烃、芳香烃进行了计算得到了用于表征它们结构信息的量子化学参数，并由拓扑理论计算了它们的分子连接性指数和原子类型电拓扑状态指数，利用多元线性回归方法与其辛烷值进行了定量构效关系研究。采用原子类型电拓扑状态指数(electrotopological state indices for atomtype,ETSIAT)作为结构描述符，利用多元线性回归方法对烷烃、环烷烃、芳香烃以及总和所有化合物的辛烷值进行了定量构效关系研究，并采用内部和外部两种验证方法对模型进行验证。对于烷烃，经逐步回归变量筛选，得到了包含了4个ETSIAT的预测模型，对于研究法辛烷值（research octane number, RON)，其R2=0.965，Q2LOO=0.942，Q2ext=0.924，对于马达法辛烷值(motor octane number,MON），其R2=0.955，Q2LOO=0.931，Q2ext=0.897。对于环烷烃，经逐步回归变量筛选，得到了包含了3个ETSIAT的预测模型，对于RON，其R2=0.895，对于MON，其R2=0.870。对于芳香烃，经逐步回归变量筛选，得到了包含了2个ETSIAT的预测模型，对于MON，其R=0.718。对于总和各化合物，经逐步回归变量筛选，得到了包含了5个ETSIAT的预测模型，对于MON，其R2=0.828。研究结果表明：原子类型电拓扑状态指数可很好地用于表征烷烃、环烷烃、芳香烃的辛烷值，所建模型具有良好的稳键性和外部预测能力。