本论文工作的主要部分为多钒酸化合物的制备。所合成的产物进行了红外光谱，紫外-可见吸收光谱，原子吸收光谱表征和热分解分析。通过X-射线单晶结构分析得到了三类典型化合物的结构，分别为单核钒的六配位超分子化合物，十钒酸系列化合物和一种新型的含有两种磷钒酸笼形结构的化合物，并采用Materials studio软件包中的DMo13模块分别对其四种构型进行了从头算水平上的理论计算，得到了前线轨道、电荷分布、Fukui函数、振动频率和热力学函数。其中十钒酸系列化合物包括六水合十钒酸铵，六水合锰十钒酸铵和六水合镍十钒酸铵。结果显示锰、镍水合阳离子易与十钒酸形成电荷转移化合物。采用不同种类无机酸和有机酸与偏钒酸铵进行反应，发现酸的种类明显影响了多钒酸化合物的结构形态。 另一部分工作是设计一系列联苯并五元氮杂环分子衍生物，采用Gaussian 98W量子化学软件包以从头算HF方法在6-31G基组水平上优化分子几何构型，并采用耦合微扰Hartree-Fock方法（CPHF）计算分子的二阶非线性光学性质。结果得到一个较佳结构，其二阶非线性光学系数β₀值为31.9×10^-30esu，是尿素(0.14×10^-30esu)的200多倍。