本文采用密度泛函B3LYP方法，6-31+G（d）基组对NH₄⁺和水分子所形成的簇合物进行了详细的研究。对簇合物几何构型进行了全优化。在密度泛函优化的几何构型上，进一步做频率计算，以确定极小点和过渡态。结果表明，NH₄⁺与H₂O以线性氢键结合成的簇合物结构最稳定，其次是二叉结构，再次是三叉结构。根据文中假设的力场，确定了NH₄⁺结合一个水分子时有3种同分异构体，结合两个水分子时有5种同分异构体，结合三个水分子时有2种同分异构体，结合四个水分子时有6种同分异构体，结合五个水分子时有6种同分异构体，结合六个水分子时有4种同分异构体，结合七个水分子时有2种同分异构体。在所有这些几何构型中，最容易实现的是NH₄⁺与H₂O以线性氢键结合成的簇合物结构。对比其它小分子水簇合物，可以总结出：随着水分子数从1增加到4，由于水分子-水分子之间的排斥作用，离子与第一水合层水分子中的氧原子之间的平均距离是逐渐增大的。对于含5个和6个水的簇合物，由于离子第一水合层的水分子数没有改变，增加的水分子以氢键的形式与离子第一水合层的水分子结合，这样加强了离子与第一水合层水分子的结合能力。