1970年诺贝尔奖得主Roald Hoffmann等人创造性地提出了平面四配位碳概念(D4h，CH4)以及平面配位碳理论。从此，设计、合成含有平面配位碳及其它配位非金属的新型化合物成了化学界的又一研究热点。Schlyer等设计出平面六配位(D6h，B6C2-)和平面五配位碳(C2v，B3C2H2)的结构。近年来，Wang等采用阴离子光电子能谱和密度泛函(DFT)方法确认了气相中平面四配位碳(D4h，Al4C-)和平面四配位Si，Ge(C2v，Al4Si-，Al4Ge-)的存在。这些进展大大拓宽了人们对碳成键模式的认识。目前，有关设计，合成和表针平面配位碳及其它非金属新颖化合物的研究方兴未艾。2004年，李思殿等提出用过渡金属元素配位的平面四配位碳(D4h，M4H4C，M=Cu，Ni)，随后用密度泛函方法理论预测了平面五配位碳(D5h，Cu5H5C)，平面六配位硅(D6h，Cu6H6Si)，平面五配位硅、锗(D5h，M5H5X，M=Ag，Au，Pd，Pt; X=Si，Ge)。设计过渡金属元素配位的平面四配位硅将会使上述研究体系进一步完善。在上述研究工作基础上，本文重点研究用过渡金属元素配位的D4h对称性的平面四配位硅化合物，并试图寻找能同时稳定平面四配位碳、硅、锗等非金属的统一分子模式。　　本研究主要内容包括：⑴采用密度泛函方法在B3LYP/6-311+G(3df)水平上系统研究了含平面四配位C，Si，Ge等非金属原子的统一模式分子Ni4Cl4X(X=C，Si，Ge，B，Al,Ga，N，P，As)系列化合物的几何结构和电子性质，探讨了该系列化合物合成反应的途径及热力学可行性，分析了其模式分子的成键特点及振动红外光谱。⑵在Ni4Cl4X(X=C，Si，Ge，B，Al，Ga，N，P，As)系列化合物研究的基础上，利用同族元素的相似性，将过渡金属拓展至第二及第三过渡系，利用赝势基组(对主族元素采用6-311+(d)基组，对Pd，Pt采用Lanl2dz基组）对照研究了M4Cl4X(M=Pd，Pt; X=C，Si，Ge，B，Al，Ga，N，P，As)的几何结构和电子性质。⑶将M4Cl4X(M=Ni，Pd，Pt; X=Si，Ge)作为结构基元，通过分子间脱Cl2分子，得到含有两个及三个平面配位硅、锗的M6Cl6X2，M8Cl8X3(M=Ni, Pd，Pt; X=Si，Ge)，在B3LYP/6-311+G(3df)(M=Ni)，B3 LYP/6-311+G(d)+Lanl2dz水平上研究了该系列化合物的几何结构和电子性质，探讨了以M4Cl4X(M=Ni，Pd，Pt; X=Si，Ge)为原料进行合成M6Cl6X2，M8Cl8X3(M=Ni，Pd，Pt; X=Si，Ge)的热力学可能性。⑷采用密度泛函理论探讨了烯烃的硼羰基取代物C2H4-m(BO)m(m=1-4)和C2H2-m(BO)m(m=1，2)的几何结构和电子性质，并和其相应的CN取代物做了对比。⑸M4Cl4X(M=Ni，Pd，Pt; X=C，Si，Ge，B，Al，Ga，N，P，As)该系列化合物为势能面上真正的极小，几乎所有的第Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ主族原子能被过渡金属元素很好地稳定在分子平面中心。Wiberg键级分析表明在该系列化合物中所有原子都满足八隅律，过渡金属与中心原子成单键作用， Cl和过渡金属原子之间成桥键，同时存在部分离域作用，桥Cl对于体系的稳定有一定的贡献。离域的δ，π，σ分子轨道提供了额外的稳定化能，使得中心原子能维持平面四配位。将体系进一步拓展，含有两个、三个平面四配位Si，Ge的化合物表现出了良好的稳定性，并可以通过分子间脱Ni2Cl2进行一维拓展。上述工作为该系列化合物的进一步理论和实验研究提供了可靠的依据。