最近研究人员制备了双核二价汞离子介入的碱基对复合物T-Hg₂^Ⅱ-A,并对其进行了实验表征。它们特殊的光学和离子加载特性意味着即将进入金属离子与碱基对复合物的多应用性时代。本文利用密度泛函理论对GUM₂^—/0/2+（G=鸟嘌呤,U=尿嘧啶,M=Cu,Ag和Au）和GUAu_n（n=1-10）的几何和电子结构,成键特性以及质子转移过程进行了研究。论文的主要研究内容如下:1.不同价态双核金属与鸟嘌呤-尿嘧啶碱基对:GUM₂^—/0（G=鸟嘌呤,U=尿嘧啶,M=Cu,Ag和Au）的密度泛函理论研究金属介入碱基对在超分子化学和纳米技术中已经受到相当多的关注。本文采用密度泛函理论研究了双核金属与鸟嘌呤尿嘧啶的中性与阴离子的电子结构和成键性质。在GUM₂^—/0中,鸟嘌呤与尿嘧啶异构体相互作用形成稳定的氢键,M₂更倾向与K-N9H鸟嘌呤中的N原子相互作用。在阴离子复合物中,M₂之间表现为弱相互作用并与尿嘧啶形成非常规氢键N-H???M和C-H???M。通过键级分析和AIM分析,结果表明在GUM₂中N···M之间为弱相互作用,M-M之间表现为强烈的单键。随后通过模拟光电子能谱发现中性的GUCu₂和GUAg₂可以稳定存在,而中性的GUAu₂的结构较不稳定,这还有待于进一步通过实验来验证这一理论。2.双核金属介入鸟嘌呤-尿嘧啶碱基对:GUM₂²⁺（M=Cu,Ag和Au）离子的理论研究拥有d¹⁰-d¹⁰闭壳层相互作用的双核金属介入碱基对具有显著的稳定性。用密度泛函理论研究了GUM₂²⁺（G=鸟嘌呤,U=尿嘧啶,M=Cu,Ag和Au）离子最低能量结构的几何结构和成键模式。在这些双核金属介入碱基对的低能量异构体中,尿嘧啶的2-氧-4-羟基-反式-N1H异构体是从尿嘧啶的标准互变异构物通过氢原子转移得到的。M₂²⁺正离子仍然是一个完整的单元,并通过两组紧密线性的N-M-O单元与G···U配体相互作用,而摇摆碱基对（G-U）之间的氢键则完全被这些复合物中的M-N或M-O相互作用所取代。分子中的原子（AIM）和化学键自然轨道（EDA-NOCV）的计算真正揭示了GUM₂²⁺阳离子中的σ相互作用主要部分是△E_Orb。得到金属-配体相互作用的瞬时相互作用能△E_int和键离解能（BDEs）随着键强度Cu≈Au>Ag的变化趋势而变化。3.金团簇与鸟嘌呤尿嘧啶碱基对:GUAu_n（n=1-10）的密度泛函理论研究本章主要研究金团簇与G···U配体相互作用的电子结构,并基于密度泛函理论建立了一个简单模型。在GUAu_n低能异构体中,当n≤4（除n=2）,金团簇易与N3形成弱相互作用,并且与鸟嘌呤尿嘧啶处于共平面;当4