本论文首次应用量子化学计算方法及片断轨道相互作用分析方法对过渡金属杂环共轭体系的芳香性问题进行了系统地研究,全文主要有三个部分,概述如下:第一部分运用定性的片段轨道相互作用分析方法和四种定量芳香性指标论证了五种典型的过渡金属杂环共轭体系的芳香性。研究对象是六员的锇杂苯、铱杂苯、五员的钴杂环戊二烯、铱杂环戊二烯以及四员的钨杂环丁二烯。结果表明,这些体系都具有平面、共轭、符合Hückel 4n+2规则的金属杂环;四种定量芳香性指标,即Bird芳香参数(In)、同键反应芳香性稳定化能(HASE)、磁化率增量(Λ)与核独立化学位移(NICS),一致认定五种杂环化合物都具有芳香性,但对芳香性相对大小的判定却结论不一,这主要源于HASE指标中明显含有不同环张力的影响。第二部分将目标集中于六员的过渡金属杂苯,考察了过渡金属杂原子及其与杂环共面的配体对过渡金属杂苯芳香性的影响。据几何指标In,有利于d-p π反馈键作用的条件有利于芳香性的增强,反之,则使芳香性减弱;两种磁性指标Λ和NICS所得结论与此基本一致,仅在M = Fe和L = H时表现异常;当论及不同族过渡金属杂原子及金属配体的影响时,能量指标HASE几乎得出与In完全相反的结论。这种差异再次表现出HASE指标在进行复杂体系比较时的不足之处。而各指标的组内差距一致显示来自金属杂原子族的影响强于周期的影响和杂原子配体的影响。 <WP=3>第三部分运用凝聚的Fukui函数预测了锇杂苯及单取代锇杂苯在亲电芳香取代反应中的活性部位。研究对象是一个未取代的锇杂苯和一系列在Os的邻、间、对位有不同取代基的单取代锇杂苯。计算结果表明,锇杂苯中的杂原子Os应被看作吸电子基团,具有间位定位效应;单取代锇杂苯中的环上取代基仍保留着其作为苯环取代基的定位效应,亲电取代进攻的活性部位是取代基与杂原子Os一致作用的结果或两者的竞争。