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双原子分子晶体（H2,N2,O2,F2,Cl2,Br2,I2）的高压性质一直是物理和化学界乃至地球和行星科学系长期关注的体系。其中,由于金属氢具有非常重要的意义,关于固态氢的高压理论和实验的研究就一直是高压科学研究的重点问题。然而因为氢分子内部的共价键和零点运动均较强,实验上至今未观测到固态氢的金属化现象。因此人们转向与固态氢类似的分子晶体体系,如卤族元素,以期获得研究金属氢的规律。本文以氢、氟、碘三种典型的双原子分子晶体为研究目标,用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对这三种体系的高压行为进行研究,希望对金属氢的研究有所启示。固态氢的高压理论和实验的研究已经相当多,但是也存在很多的争议,如氢的金属化现象。除此之外,目前高压理论研究提出很多固态氢的候选结构,但是只有氢的I相被X光直接证实,其他各相均没有直接的实验数据证实。基于此,我们考虑了不同赝势和有无范德瓦耳斯力的影响对已经报道的固态氢的多个结构采用CASTEP软件包进行几何优化,得到了固态氢分别在超软赝势考虑范德瓦耳斯力、超软赝势不考虑范德瓦耳斯力、模守恒赝势考虑范德瓦耳斯力、模守恒赝势不考虑范德瓦耳斯力这四种情况下的相图和相序。氟作为卤族元素的第一个元素和第一行可以形成双原子分子晶体的最后一个元素,与固态氢有很多相似之处。我们采用ELoc R软件对固态氟的晶体结构在0-100 GPa进行搜索。确定了低温常压下固态氟比较好的候选结构C2/c,提出一个高压新相Cmca。对C2/c和Cmca结构进行的电子性质计算表明这两个结构均为绝缘相。最后计算了C2/c和Cmca结构分别在1 GPa和20 GPa下的红外和拉曼,希望能为以后固态氟的实验提供理论依据。当前不论是理论还是实验对固态碘的研究已经相当充分,在理论和实验方面都发现了固态碘的金属化和压致解离等现象。根据理论和实验的报道,我们总结了固态碘的相序,并且优化了已经报道的Cmca和C2/m结构。15 GPa时,这两个结构均满足力学和动力学稳定性,且C2/m结构是金属相。其中C2/m结构有两种不同的分子内共价键长,且随压力的增加有分解的趋势。我们认为这种具有不同分子内键长的结构能够促进金属化和分子解离的发生。