本文采用量子化学计算方法对几类重要的离子-分子反应以及自由基-分子反应进行详尽的理论研究。给出了反应物、中间体、过渡态以及产物的结构和能量。通过构造完整的势能面,讨论了可能的反应通道和反应机理。本文结果可以为星际空间中重要的离子/自由基-分子反应模型的建立提供理论依据并为未来的实验室合成星际空间的离子或分子提供可靠的信息。主要贡献如下:(1)在B3LYP和CCSD(T)理论水平下对HCN+与CH4、C2H2、C2H4和NH3反应的二重态势能面进行了详细的理论研究,讨论了可能的反应产物和反应机理。理论计算结果与实验结果基本一致,并对实验上未预测的反应通道和产物进行补充。有利于进一步理解泰坦星大气的组成和结构。(2)在B3LYP和G3B3理论水平下对基态碳原子C(3P)与C3H6和trans-C4H8的反应进行了研究。给出了详细的反应势能面信息。计算结果表明,该反应在星际空间发挥重要作用。(3)在B3LYP和G3B3理论水平下对CH自由基与C3H6和CH3CCH的反应势能面进行研究。给出了详尽的异构化和分解途径。预测了可能的反应产物和反应机理。对CH+C3H6反应,理论计算结果论证了实验上预测的反应通道,并确定了各产物的分支比;对CH+CH3CCH反应,理论计算结果与Goulay等人实验结果相一致,但却与Daugey等人以及Loison等人的实验结果存在很大差异。