玻恩-奥本海默（Born-Oppenheimer,BO）近似是分子反应动力学理论研究的基础。它假设原子核的运动可以由单个BO绝热势能面来描述,从而忽略了电子态之间的非绝热耦合。然而,很多情况下非绝热耦合对分子碰撞动力学起着重要作用,特别是在低温条件下,分子碰撞中的非绝热耦合效应则普遍增强。目前,低温反应动力学的研究,包括低温非绝热动力学的研究,主要采用了非含时密耦（Time-Independent Close-Coupling,TICC）方法。然而,由于TICC方法在数值计算上的限制性,使其很难扩展到复杂的反应体系。相比于TICC方法,量子波包（Quantum Wave Packet,QWP）方法具有更好的扩展性,可用于描述多原子体系的反应动力学。但是,常规的QWP方法很难应用到低温反应动力学的研究。为此,本文通过改进格点方法,发展了研究低温非绝热动力学的QWP方法。本文中,首先利用常规的QWP方法研究了Na（3p）+HD→Na H+D/Na D+H反应在较高温度下的非绝热动力学。由于该反应中的反应物和产物处于不同的电子态,因此反应过程中必然会通过非绝热耦合发生电子态跃迁。反应最小能量路径表明,该反应倾向于沿“插入”型反应路径发生。但是,QWP计算的结果表明该反应与经典绝热“插入”型反应具有不同的反应机理。通过比较绝热和非绝热计算的结果,发现该反应中的非绝热耦合会降低中间复合物的寿命。因此,尽管该反应沿“插入”型反应路径发生,但是不会像经典绝热“插入”型反应一样形成长寿命的复合物,而是入射的Na（3p）原子直接摘取H或D原子形成产物。最终,对该非绝热反应提出了“插入-摘取”反应机理。在低温反应动力学的研究中,QWP方法面临几个困难。一是由于低温下分子具有极长的德布罗意波长,计算中需要使用大量的格点。二是低温下的波包具有很慢的移动速度,计算中需要很长的演化时间。为了将QWP方法应用到低温反应动力学的计算,本文对QWP计算中常用的L型格点进行了改进。在改进的L型格点方法中,总格点空间分成了相互作用区和渐进区,并对两个区域使用了不同数量的振动和转动基组。改进的L型格点方法在节省计算格点数量的同时提高了演化效率,从而成功将QWP方法扩展到低温反应动力学的研究。利用QWP方法结合改进的L型格点,对非绝热H+Na D→Na（3s,3p）+HD反应在1～80 cm-1（约1～100 K）的碰撞能范围内进行了动力学研究。研究发现,在20～80 cm-1的碰撞能范围内,Na（3s）通道主要通过共线碰撞发生,而Na（3p）通道主要通过侧向碰撞发生。因此,H和Na D的相对碰撞角度对该非绝热反应的产物分支起着重要作用。当碰撞能低于20 cm-1时,Na（3s）和Na（3p）反应通道均由共振机理主导。此外,非绝热耦合在低温下会降低该反应的总反应性。在低温条件下,当碰撞分子处于电子激发态时,基于改进的L型格点的QWP计算将变得非常困难。为有效解决该困难,本文将总格点空间进一步分为相互作用区、渐进区和长程区（Interaction-Asymptotic-Long-range Regions,IALR）,提出了一种研究低温条件下电子激发态反应非绝热动力学的IALR-QWP方法。在IALR-QWP方法中,对三个区域使用了不同数量的振动和转动基组函数,尤其在长程区中仅使用了对应反应物初始振转态的一个基组函数。从而,大大降低了散射维度上的格点数量对总计算量的影响。利用IALR-QWP方法,研究了低温条件下Li（2s,2p）+HF反应的非绝热动力学。研究发现,Li（2p）+HF反应中电子激发的能量在低温下能够有效增加反应性。对于Li（2s）+HF反应,非绝热耦合对反应的影响很小,主要使反应几率出现较小的能移,并且在低温下非绝热耦合效应不会得到增强。此外,本文将IALR-QWP方法进一步扩展到非弹性散射的研究,并将其应用于三种典型的碰撞体系,证明了该方法能够准确描述低温下分子非弹性散射的绝热和非绝热动力学。本文着重研究了IALR-QWP方法在低温动力学计算中的效率和准确性。由于IALR-QWP方法具有较好的扩展性,因此可以用于研究更为复杂的碰撞体系在低温下的非绝热动力学。