在自然界中存在大量的碳元素,含碳化合物不仅是化石能源的主要成分,而且还是大气中温室气体的主要组成成分,此外,他们还广泛存在于星际空间中。碳化物分子的结构及其光谱特性研究在材料学、天文学、燃烧学以及环境学等领域都起着非常重要的作用。然而,C₂^-负离子和CP⁺阳离子两种含碳双原子分子离子的实验研究非常少,理论计算数据也不是很完善。本论文利用量子化学计算从头计算,使用完全活性自洽场CASSCF方法对价电子波函数进行优化,采用MRCI方法并选择AV5Z基组计算了C₂^-负离子的核间距从0.8到5.0?范围内X²Σ+g、A²Π_u、B²Σ+u、4Σ+g、4Π_u和4Σ+u态六个低激发电子态和CP⁺阳离子1.1到3.5?范围内1,3Π、1Σ+、3Σ-和1Δ态五个低激发电子态的势能曲线。为了提高计算精度,我们在量化计算中还加入了Davidson修正,与此同时还考虑到了核价相关修正和标量相对论修正对计算的影响。利用LEVEL程序求解分子离子体系的径向Schr?dinger方程获得相应的振转能级和Franck-Condon因子,通过最小二乘法拟合得到C₂^-负离子和CP⁺阳离子相应的光谱参数。我们还利用Breit-Pauli算符计算得到了C₂^-负离子A²Π_u态以及CP⁺阳离子3Π态和3Σ-态的旋-轨耦合分裂曲线以及旋-轨耦合常数。此外,本论文还计算了C₂^-负离子A²Π_u-X²Σ+g态和B²Σ+u-X²Σ+g态以及CP⁺阳离子1Σ+-1Π态和3Σ--3Π态的跃迁偶极矩。利用两种分子离子各自的电子跃迁偶极矩和LEVEL程序解得的Franck-Condon因子,分别计算得到C₂^-负离子A²Π_u态和B²Σ+u态、CP⁺阳离子1Σ+-1Π态和3Σ--3Π态辐射寿命以及C₂^-负离子B²Σ+u态的振子强度。在本论文中,求解体系的径向Schr?dinger方程得到的相关光谱常数包括光谱常数、辐射寿命和振子强度等与已报道的结果吻合的非常好。此外,C₂^-负离子在4Π_u态的平衡核间距偏右处明显产生一个势垒要高于解离极限的值,我们推测这可能是为避免与其他更高的具有相同对称性与自旋的态相互交叉而产生的。A²Π_u态的旋-轨耦合常数的计算完善了C₂^-负离子旋-轨耦合的计算数据,并且与实验值也非常接近。对于CP⁺阳离子的理论计算数据也与已报道的结果吻合的很好,3Π态和3Σ-态旋-轨耦合的相关计算也完善了CP⁺阳离子的理论数据,为实验研究提供了理论参考。