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“共轭效应是稳定的”，“全平面构象是共轭效应最强的构象”是经典有机化学中的两个最基本的概念。但大量文献从理论和实验两个方面不断地向这些基本概念提出质疑。特别是近年来受到虞忠衡研究员以及其他多个研究组理论和实验两方面的挑战。Shaik的认为：在D6h的构型中，苯分子的离域π体系是失稳定的，它倾向于单双键交替的结构；使分子趋于D6h的驱动力源于σ骨架，π-电子的离域仅仅是分子D6h构型强制下的副产物。Shaik的观点在有机化学中引起了极大的争论。1993年，Streiwieser等利用NBO(自然键轨道)法反驳了Shaik的观点，论证了苯环中π电子的离域是稳定的。但是，他们由NBO法算得的离域能高达-147kcal/mol.，远远高于热力学的测定值(-36kcal/mol)。NBO和它的能量分析法(NBOEnergeticAnalysis)法是理论界广泛应用的方法之一。
为了考核NBO方法结果的合理性，本文对NBO基组和NBO能量分析方法与我们的定域片断分子轨道(LFMO)基组和Morokuma能量分解方法进行了比较。首先建立了两种基组：其一是利用本实验室虞忠衡教授新的作用能分解法建立的π和σ轨道彻底分离的定域片断分子轨道(LFMO)基组；其二是自然键轨道(NBO)基组。接着，在两种基组之上分别进行一次性对角化的NBO能量分析和自洽场迭代的MorokumaSCF能量分解。结果发现：由于LFMO基组和NBO基组轨道定域的程度不同，造成NBO基组在垂直共振离域能计算中的不合理性；此外，由于在NBO能量分析法中其Fock矩阵是一次性对角化的，从而在能量分析过程中忽略了σ体系和π体系之间的电子耦合作用；另外，在NBO能量分析中两个双占据轨道间的四电子轨道作用能不稳定的，这违反了四电子失稳定的基本原理。所以，通过比较发现：我们的LFMO基组和能量分解法比NBO的基组和方法更合理。
另外，苯环的扭曲驱动力一直是有机化学和理论化学的争论热点。其中，苯并类分子的Mills-Nixon效应和反Mills-Nixon效应中的单双交替的扭曲是一类非常重要的扭曲。文献中对苯并类分子扭曲的本质的和扭曲的驱动力有多种解释，但至今并未有一个确切明晰的解释。从而，对苯并类分子单双键交替的扭曲构象的研究，有可能为共轭的本质提供最直接的实验证据。所以，本文利用动态扭曲的方法研究了三元环苯并类分子、四元环苯并类分子的离域能和扭曲驱动力，并利用上述的LFMO基组和虞忠衡教授新的作用能分解法研究了π电子和σ骨架在分子扭曲中的作用。
最后，为了给苯分子以及苯并类的单双交替的扭曲分子的共轭能稳定性寻找更直接的证据，我们通过改写并编译Gaussian98的linux源程序，建立了能够进行分子有条件优化和有条件的分子单点能计算的程序。通过此程序我们可以分别计算任何分子的无条件的单点能和有条件的单点能，通过两种电子态的能量差便可得知分子的π的离域能。尤其是，通过对苯分子的有条件的优化，我们可得到苯分子在不同优化方法和不同基组下的绝对离域能。