本工作运用量子化学从头算计算方法，以吡啶、呋喃、噻吩和吡咯等典型杂环芳香烃为质子受体，HCl、C₂H₂和HCX₃（X=F，Cl，Br，I）等典型分子为质子供体，比较系统地研究了它们之间形成分子间红移和蓝移氢键本质。本论文主要包括以下三部分：1．用量子化学从头算（ab initio）方法MP2，采用6-31G（d，p），6-311+G（d，p），6-311++G（d，p），6-311++G（2df，2p）、AUG-cc-pVDZ基组研究了以吡啶为质子受体，HCl和HCCl₃为质子供体的分子间氢键。研究表明，在MP2／6-31G（d，p）水平下，吡啶与HCl分子之间仅形成了Cl—H...N氢键，分子间的氢键作用使Cl—H键伸长0.0495 （?），振动频率减小了725.1cm^-1，表现为红移氢键。吡啶与HCCl₃间形成两种类型的氢键，在MP2／6-31G（d，p）水平下，C—H...N氢键使HCCl₃中的C—H键伸长0.0049 （?），振动频率减小了79.1cm^-1，表现为红移氢键；而C—H...π相互作用使CHCl₃中的C—H键缩短0.003 （?），振动频率增大了58 cm^-1，表现为蓝移氢键。所有这些氢键复合物中，不论是红移还是蓝移氢键，C—H或Cl—H的伸缩振动红外强度相对于单体来说都增大，且质子供体固有偶极矩导数都大于零。自然键轨道（NBO）分析表明，超共轭和重杂化理论以及Hobza等提出的观点都能很好的解释这些氢键的形成原因。包含电子相关的Hartree-Fock理论能很好的解释复合物形成分子间C—H...N氢键本质。2．运用量子化学从头算方法研究了复合物C₅H₅N...HCX₃（X=F，Cl，Br，I）分子间C—H...N和C—H...π氢键。研究表明，在MP2／SDD水平下，分子间C—H...N氢键的形成均使HCX₃分子中C—H键伸长，伸缩振动频率减小，形成红移氢键；分子间C—H...π氢键的形成均使HCX₃分子中C—H键收缩，伸缩振动频率增大，形成蓝移氢键。振动光谱分析表明，不能根据质子供体分子HCX₃的固有偶极矩对C—H键长的导数来判断红移氢键和蓝移氢键。NBO分析表明，超共轭效应占优势，因此形成C—H...N红移氢键；重杂化效应占优势，因此形成C—H...π蓝移氢键。3．用量子化学从头算（ab initio）方法MP2，分别在B3LYP／6-311++G（d，p），MP2／6-31G（d，p），MP2／6-31+G（d，p），MP2／6-311++G（d，p）理论水平下对以呋喃、噻吩、吡咯和吡啶为质子受体，氟仿和乙炔为质子供体的C—H...π型氢键复合物进行了研究。计算表明：当以氟仿为质子供体时，所形成的C—H...π型氢键均为蓝移氢键，表现为C—H键收缩，而以乙炔为质子供体时，所形成的C—H...π型氢键均为红移氢键，表现为C—H键伸长。自然键轨道（NBO）分析表明，影响氢键红移和氢键蓝移主要有三个因素：π→σ^*（C—H）超共轭作用、C—H键轨道再杂化和质子供体电子密度重排。其中，超共轭作用属于键伸长效应，电子密度重排和轨道再杂化属于键收缩效应。在以乙炔为质子供体复合物中，由于键伸长效应处于优势地位导致形成红移氢键；在以氟仿为质子供体的复合物中，由于键收缩效应处于优势地位导致形成蓝移氢键。