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本论文中对若干具有拓扑兴趣的的分子：分子笼、分子篮和分子瓶体系进行了理论研究。主要贡献在于以下六个方面：(1)首次预测了有趣的Mobius篮子分子的结构及其光学性质。展现了成篮效应和扭曲效应对结构和光学性质等的影响,特别是提出了改变分子结构来实现电荷迁移方向控制的可能性。(2)类Klein分子瓶是否存在对化学是一个挑战。首次设计并研究KB-C318、KB-C320和KB-C374三个类Klein分子瓶。发现类Klein分子瓶具有接近于C36和C74分子的稳定性,这些Klein瓶分子可作为一个新的碳瓶家族。(3)首次使用一个大分子笼子C60F60束缚一个额外电子得到单分子溶剂化单电子体系。它们是一种新的内接化合物--电子内接化合物。发现了稳定性与笼子形状的关系,提出了形成单分子溶剂化单电子的条件。(4)首次使用一个双笼子分子来束缚一个电子,首次实现了电子定域化的结构和轨道,并发现了电子定域化跃迁存在。找到了控制电子定域化跃迁的可能性。(5)首次报道了苯的环二聚体体系中的分子内环间σ／(π／π)共价相互作用及其与分子结构特性间的关系。提出了环间多中心多电子σ／(π／π)键,讨论了相互作用能及其决定性影响因素。本论文中出现的长的第四种C-C(1.561～1.628 (?))键引起了国际同行的关注(美国橡树岭国家实验室等)。(6)首次研究了新型金属-金属氧化物-非金属夹心超碱金属化合物Li3OMC5H5 (M=Be, Mg和Ca)的结构和性质。提出了面外σ-芳香性的存在条件,揭示了它们的碱金属化物和电子化物的特征。