含氧、氮的苯衍生物在工业生产、药物合成以及日常生活中都有着广泛的应用，是有机化学、环境化学和生物化学领域的重要研究对象，因此，对含氧、氮的苯衍生物分子及其团簇的研究具有重要意义。本论文着重研究一些典型的含氧、氮的苯衍生物分子激发态和离子态的结构和性质。　　 论文主要包含以下六个部分：　　 (ⅰ)对氯苯甲醚的REMPI光谱利用质量解析共振增强双光子电离(R2PI)光谱及理论计算，研究对氯苯甲醚的同位素异构体在第一电子激发态的结构和振动。得到对氯苯甲醚的35Cl和37Cl两种同位素异构体的第一电子跃迁的带头均为34859±3 cm-1。根据CIS/cc-PVDZ的理论计算结果和文献中已有的数据对这两种同位素异构体的振动峰进行指认。虽然两种同位素异构体的光谱相似，但是一些振动峰的频率却不同。频率改变的大小部分取决于氯原子在分子振动中的参与程度。　　 (ⅱ)3-氯-4-氟苯甲醚的REMPI光谱利用质量解析共振增强双光子电离光谱及理论计算，研究取代基效应、异构体效应和同位素效应对3-氯-4-氟苯甲醚(3C4FA)分子性质的影响。在单色R2PI光谱中，顺式35Cl-3C4FA和顺式37Cl-3C4FA的第一电子跃迁的带头均为34703±3 cm-1，而反式35Cl-3C4FA和反式37Cl-3C4FA的第一电子跃迁的带头均为34747±3 cm-1。根据活化空间为10电子8轨道的CASSCF/6-31g的理论计算结果和文献中已有的相似苯衍生物分子的振动频率数据，对3C4FA的同位素异构体和顺反异构体的R2PI光谱峰进行指认。利用双光子的R2PI技术，得到顺式35Cl-3C4FA和顺式37Cl-3C4FA的电离能均为67349±15 cm-1，而反式35Cl-3C4FA和反式37Cl-3C4FA的电离能均为67595±15 cm-1。异构体效应对3C4FA的跃迁能、电离能及振动频率的影响比同位素效应的影响大。文中也讨论了异双卤素取代效应对分子跃迁能的影响。　　 (ⅲ)邻氟苯甲醚、间氟苯甲醚和对氟苯甲醚的REMPI和MATI光谱通过振动分辨光谱来研究氟代苯甲醚的第一电子跃迁能、电离能及振动频率。利用共振增强多光子电离光谱(REMPI)技术，得到邻氟苯甲醚、顺式间氟苯甲醚、反式间氟苯甲醚和对氟苯甲醚的第一电子跃迁的带头分别为36609±2、36662±2、36819±2和35146±2 cm-1。利用质量解析阈值电离光谱方法，得到这四种分子的电离能分别为67354±7、67867±7、68304±7和66437±7 cm-1。这些振动分辨光谱提供了相应的氟代苯甲醚在第一电子激发态和离子基态的活性振动信息。分析结果显示取代基性质、取代基在苯环上的相对位置及取代基的取向异构都会影响氟代苯甲醚的跃迁能、电离能及分子离子振动。　　 (ⅳ)氘原子与13C原子取代的苯胺与N-甲基苯胺的REMPI光谱利用质量解析共振增强双光子电离光谱及理论计算，研究氘原子与13C原子取代的苯胺(AL)与N-甲基苯胺(MAL)在第一电子激发态的能量和振动。得到AL、AL-13C、AL-NHD、AL-ND2和AL-ND2-13C第一电子跃迁的带头分别为34028±3、34033±3、34030±3、34037±3和34040±3 cm-1，MAL、MAL-13C、MAL-ND和MAL-ND-13C的第一电子跃迁能分别为33292±3、33294±3、33292±3和33296±3 cm-1。根据CIS/cc-PVDZ的理论计算结果和文献中已有的数据对这些同位素异构体的振动峰进行了指认。氘原子与13C原子引起的同位素效应对分子的第一电子跃迁能和第一电子激发态的振动都会产生影响。　　 (ⅴ)p-p-π共轭理论计算得到苯肼和1-甲基苯肼在电子基态和第一电子激发态的分子结构和分子轨道，分析确认苯肼在第一电子激发态具有p-p-π共轭结构，由于空间位阻效应，1-甲基苯肼不能形成p-p-π共轭结构。利用实验手段研究了p-p-π共轭效应对分子性质的影响。　　 (ⅵ)苯肼-水、苯肼-氨和苯肼二聚体的分子团簇结构利用DFT和MP2的理论计算，得到苯肼-水、苯肼-氨和苯肼二聚体的分子团簇构型。发现协同效应使得含有两个氢键的团簇构型成为苯肼-水、苯肼-氨和苯肼二聚体的稳定构型。