化合物的物理化学性质是化学工业中必不可少的基础数据，这些数据的获取，最可靠的方法就是直接由实验测定。然而，由于化合物（尤其有机物）种类繁多、数量浩大，通过实验来测定每一化合物的物理化学性质是不现实的，估算方法的产生是必然的。估算方法可为经验参数法和非经验参数法。经验参数法需要从实验数据总结得出参数，这使其估算范围受到一定的限制。非经验参数方法直接从化合物的分子结构提取信息来对其性能进行估算，不受实验条件的制约，更具理论意义和实用价值。　　 本工作从烷基极化效应出发，构造C-C 键和C-H 键的键连接矩阵，探索得到矩阵特征根与C-C 键和C-H 键离解能BDE的定量关系，并用于估算烷烃分子中不同C-C 键和C-H 键的离解能、烷烃的原子化热和气相生成焓，估算误差小于3.0kJ/mol。进一步，结合电负性和烷基的极化效应指数PEI，对各种单取代烷烃RX （X=Cl，Br，I，OH，SH，NO2，CN，NH2，CHO和COOH等）气相和液相的生成焓建立一个统一的估算方程，误差在3.1 kJ/mol 范围内。所得方程解释了过去对不同烷基R的单取代烷烃RX 采用不同估算方程的原因，克服了基团加和法的某些不足。用所得方程预测四类化合物ROMe，RSMe，RCOMe和RCOOMe的气相生成焓，平均绝对误差小于2.0kJ/mol，比半经验量子化学方法AM1 计算结果更精确。将烷烃C-C 键和C-H键连接矩阵特征根的总和，结合本研究组提出的其它指数，用五参数对烷烃的10 种物理化学性质建立相关方程，这10 种性质包括沸点(Bp)、25℃下的密度(D)、20 ℃的折光率(nD)、临界温度(Tc)、临界压力(Pc)、临界体积(Vc)、蒸汽压(logPv)、热容(Cp)、蒸发热(Hv)和色谱保留指数(Ipt)等。所得估算方程，比以往的估算方程简便、适用范围广，估算结果良好。提出烷烃分子几何平均极化效应指数（GMPEI）和烯烃π键几何平均极化效应指数（GMPEI π）的概念和计算方法。以此估算烷烃和烯烃的电离能，结果比半经验量子化学方法AM1和量子化学从头计算(Gaussian 98,＃HF/6-31G** OPT)结果更接近实验值。　　 提出共轭极化势(CPP)和有效极化效应PEI(ef)的概念及其计算方程。以CPP和PEI(ef)两个变量与共轭烯烃紫外吸收最大波长的能量相关，得到具有良好预测能力的定量方程。所得结果比半经验量子化学方法AM1 计算结果好，与量子化学从头计算(Gaussian 98，＃HF/6-31G** OPT)结果相近。研究结果还表明，依靠增加取代基数量的方法来降低紫外吸收能量不及增加共轭链的长度有效。即改变共轭链长在较大范围内调节紫外吸收波长，改变取代基在比较精细的范围内调节紫外吸收波长，这一原理对于有机染料及色素的分子设计与合成具有重要的指导意义。　　 烯烃的自由基加成和亲电加成速率受不同的因素控制。对于仅仅含烷基取代的简单烯烃：（A）与OH 自由基加成速率-log(kOH)可由π键上烷基极化效应指数的几何平均值GMPEI π关联；（B）与亲电试剂加成速率logK，可由π键两端碳原子所连基团极化效应指数PEI(L)和PEI(S)关联，其中的PEI(L)和PEI(S)分别表示极化效应较大和较小的一端。