近年来,以有机硼化物为反应底物,由过渡金属催化的涉及B-X键活化的有机合成反应,已成功引起了实验化学家的兴趣,并逐渐成为了他们研究的热点。这些有机硼化物主要包括三种杂化类型（sp,sp²,sp³）的硼酸、三氟硼酸盐、硼酸酯、烷基硼,结构对称性不同的二硼（4）化合物如B₂（OR）₄、B₂（SR）₄、B₂（NR₂）₄、B₂（alkyl）_n、B₂X₄以及不同类型的氨基硼烷化合物等。由此可见,为了使有机硼化物B-X键的活化断裂能更好的被实验化学家运用到实验研究中,我们将在量子化学计算的基础上,从热力学角度对B-X键的活化进行系统地研究。研究的内容主要是可以衡量化学键强弱的热力学常数之一键解离能（BDE）。本学位论文将会采用量子化学计算的方法为有机硼化物B-X键的解离焓提供可靠的理论依据。第一步会先选用不同系列的高精度方法计算重（非氢）原子数小于8的有机硼化物的B-X键解离能,并最终以自洽性好的几种方法的平均值作为标准参考值。第二步是选用多种密度泛函理论（DFT）方法来计算这些重原子数小于8的有机硼化物的B-X键解离能,并用标准参考值来矫正其计算结果,比较它们的MD、MAD及RMSE值,最终找出计算B-X键解离能精度最优的DFT方法。最后,用最优的DFT方法计算大体系的B-X键解离能,并进一步在取代基效应、位置效应、前线轨道能量效应、环张力效应、分子对称性等因素对B-X键解离能的影响上进行了深入系统地研究。1、首先,我们找出了计算有机硼化物C-B键解离能的精度最高的DFT方法即M06-HF方法,然后用此方法计算研究了包含三种杂化（sp、sp²、sp³）的有机硼化物的C-B键解离能。其中,对于C（sp）-B BDE预测,底物为乙炔基硼酸和乙炔基三氟硼酸盐,结果发现给电子基（EDGs）使C（sp）-B BDE值减小,而吸电子基（EWGs）使C（sp）-B BDE值增大。且两种底物的C（sp）-B BDE值和分子的最高占据分子轨道（HOMO）与最低未占据分子轨道（LUMO）之间的差值(E_HOMO-E_LUMO)以及自由基的单独占据分子轨道（SOMO）值(E_SOMO)之间都存在较好的线性关系。其次,对于C（sp²）-B BDE预测,底物包含了α和β取代的乙烯基硼酸和乙烯基三氟硼酸盐,苯基硼酸和苯基二氧杂硼烷以及典型的五元和六元杂环硼酸（呋喃,噻吩,吡咯和吡啶）等。研究发现对于α和β取代的乙烯基硼酸,当取代基一致时,它们C（sp²）-B BDE值的改变模式却是完全相反的。对于苯基硼酸和苯基二氧杂硼烷,无论取代基是EDGs还是EWGs,而且不论其在苯环上哪个位置,苯基二氧杂硼烷的C（sp²）-B BDE值都比苯基硼酸的高。对于杂环硼酸,环尺寸对C（sp²）-B BDE值有很大的影响,五元杂环的C（sp²）-B BDE值远高于六元杂环的BDE值。最后,对于C（sp³）-B BDE预测,底物的范围为环丙基硼酸和环丙基三氟硼酸盐至环辛基硼酸和环辛基三氟硼酸盐。计算结果显示环张力对C（sp³）-B BDE值的影响很大,在相同的环尺寸下,硼酸的BDE值要高于三氟硼酸盐,且它们各自的C（sp³）-B BDE值和其键角之间都存在良好的线性关系。2、然后,通过评估发现SOGGA11-X方法是计算二硼（4）化合物B-B键解离能的最优DFT方法,因此我们用此方法对三种结构对称性不同的二硼（4）化合物的B-B键解离能以及铂和铜催化的过渡金属硼复合物中的Pt-B和Cu-B键解离能进行了深入研究。首先,对于第一类二硼（4）化合物,取代基-OR,-SR,-F,-Cl可增大B-B BDE值而取代基-NR₂,-alkyl则可减小B-B BDE值,相较于分子效应（GE）,自由基效应（RE）对B-B BDE值有更强的影响。而且,较大的绝对SOMO值对应较大的B-B BDE值。接着,对于第二类二硼（4）化合物,当其两边的取代基都是-OR或-SR时,B-B BDE值最大,而当取代基都是-NR₂或-alkyl时,B-B BDE值则是最小。当其中一个取代基是-OR或-SR时,B-B BDE值相对较大,而当其中一个取代基是-NR₂或-alkyl时,B-B BDE值相对较小。B-B BDE值的变化最终取决于GE和整体RE的共同效应,且B-B BDE值与整体RE值存在好的线性关系。然后,将第三类二硼（4）化合物的B-B BDE值与第二类进行比较,发现取代基的位置对B-B BDE值的影响很小,且RE对B-B BDE值的影响比GE更强。最后,对于过渡金属硼复合物,结果显示过渡金属的参与使B-B键的裂解变得更加容易。前线轨道能量分析的结果表明铂硼复合物的轨道能量效应比铜硼复合物的明显,且Pt-B和Cu–B BDE值与它们各自相应的E_HOMO-E_LUMO值都存在好的线性关系。3、最后,我们经过筛选和评估找到了计算氨基硼烷化合物B-N键解离能的最优方法,即M05-2X。所以采用此方法对几种不同类型的氨基硼烷化合物的B-N键解离能进行了计算研究。结果发现对于第一类至第四类氨基硼烷化合物来说,当N原子上的取代基团R₁和R₂固定不变时,B原子上的取代基为-N（CH₃）₂时,B-N BDE值降低,而B原子上的取代基为-CH₃,-F和-Cl时,B-N BDE值升高。其中,-F相对于-Cl来说,对氨基硼化合物B-N键的稳定性更有利。而当B原子上取代基团R₃和R₄固定不变时,N原子上的取代基团-CH₃,-Si H₃和-H对氨基硼化合物稳定性的贡献顺序依次为:-H>-Si H₃>-CH₃。而且对于这四类氨基硼烷化合物,B-N键越长,B-N BDE值越低,反之,B-N键越短,B-N BDE值越高。另外,对于环氨基硼烷化合物的B-N BDE值,环尺寸对其几乎没有影响,而杂原子以及杂原子的位置则对B-N BDE值的影响较大。而且,B-N BDE值在整体上也随着B-N键长的增加而降低。