本论文对金属噻烯的两个非常具有代表性的化合物—CpCo（S₂C₂R₂）和Ni（S₂C₂R₂）₂—的芳香性进行了研究和讨论。结果表明CpCo（S₂C₂R₂）和Ni（S₂C₂R₂）₂中的含金属的杂五元环（MS₂C₂, M=Co or Ni）是具有芳香性杂环。自然定域分子轨道（NLMO）对NICS分解的显示MS₂C₂ （M=Co or Ni）的芳香性主要是来自于金属原子M（M=Co or Ni）的d轨道和S-C-C-S间离域的π键的贡献。而M-S （M=Co or Ni）间的σ键却削弱了杂环的芳香性。本论文对C₆₂,C₆₄,C₆₆的异构体、阴离子以及内含金属的异构体进行了结构、稳定性、电子特性、光学性质以及芳香性的理论研究。研究结果预测了它们前几个最稳定的构型。基于C₆₀而设计的一个含有七元环和一个含有四元环的两个C₆₂异构体较传统的最稳定的异构体有更低的能量。NICS和态密度分析表明在C₆₂的各个异构体中四元环和相连的五元环具有较高的化学反应活性。对C₆₄和C₆₆的阴离子和内含小团簇（Sc₂, Sc₂C₂）的异构体分析表明电子和小团簇的引入改变了各异构体的相对稳定性,这为实验上能够分离出不同的碳笼提供了可能实现的方式。另外电子和小团簇的引入改变了各个环的局域芳香性,尤其是各个五元环。对一些异构体进行的电子光谱和二阶超极化率的计算显示他们都较C₆₀有更大的二阶超级极化率。