富氮化合物所具有的高能量密度性质,在近些年一直都是化学家们的研究热点。富氮化合物本身突出的特点是其具有大量的氮-氮单键和氮-氮双键,当形成三键时伴随着大量的能量释放,这种物质称为高能量密度物质（HEDM）。根据它的这种性质,HEDM还可作为炸药、推进剂、燃气发生剂或者是顿感起爆药的组成成份,又因为其产物是N₂,还具有环保的特点。它的这些优点,使它在军事和民用领域都有十分广泛的应用。在近几十年,富氮化合物曾先后被大量的文献所报道,这使得富氮高能密度材料（HEDMs）的实验合成和理论设计的化学意义变得非常重大。众所周知,提到富氮高能量密度物质,首先需要考虑的一定是它的稳定性与生成热,由于其在合成或者分解的时候会有大量能量的释放而引起的高度不稳定性,这就使得富氮高能材料在研制过程会遇到很多的问题,同时会具有很高的危险性。本文将利用理论计算的方法,对掺杂不同取代基（H,-CH₃,-NH₂,N₃,CN）的N₈双五圆环这一新兴的高能量密度化合物进行研究工作。研究了N₈双五圆环的结构和稳定性,以及在掺杂不同取代基后的几何结构与稳定性。本文采用密度泛函方法（DFT）,对整个过程中的几何结构与分解势能曲面进行研究,确定其热力学以及动力学稳定性。计算所得出的结果,可以作为理论参考,也可避免在实验过程中可能遇见的危险性。当不同取代基（H,-CH₃,-NH₂,N₃,CN）掺杂进N₈双五圆环结构中时,分析各个异构体及其分解过渡态的势能曲面,确定他们的分解路径从而确定体系的动力学稳定性。结果表明,当掺杂进H⁺离子（N₈H⁺）时,由于结构对称性的破坏使得N₈H⁺体系的稳定性对比与N₈双五圆环体系时的稳定性有所降低。当掺杂进两个H⁺离子(N₈H₂²⁺)时,热力学稳定性最好的N₈H₂²⁺-A结构的分解最低能垒高达47.1 kcal?mol^-1,具有非常高的动力学稳定性。在掺杂三个H⁺离子(N₈H₃³⁺)和四个H⁺离子(N₈H₄⁴⁺)时,整个体系的稳定性均没有N₈H₂²⁺-A体系的稳定性好。可以预见的是,N₈双五圆环的双质子化过程将为其能够在实验室应用提供可靠的理论性,该思路将促进富氮化合物的理论研究,为今后的实验合成提供更加理论和全面的基础。