过渡金属催化碳氢化合物的C-C键活化与随后的功能化合成复杂产品结构是一个很有吸引力的策略。近十几年来科学家们对这一块的实验研究已经做了很多,但是有关这一块的理论研究却很少。因此探讨这类反应的反应机理,为后续的一系列反应提供更加有效的指导作用就显得十分的有意义。本文主要使用密度泛函理论（DFT）/M06/B3LYP计算方法对过渡金属金催化的炔烃氮化作用及铱催化的芳烃C-C键选择性断裂的反应进行了详细的机理研究。第三章主要进行了过渡金属金催化的炔烃与叠氮化合物（TMSN₃）的氮化作用的机理研究。主要探讨了甲磺酸（CH₃SO₃H）和三氟甲磺酸（CF₃SO₃H）的酸性决定了两条反应途径中的哪一条遵循。对于内端炔烃,甲磺酸偏向于生成碳酰二胺（尿素）化合物,而三氟甲磺酸则偏向于生成氨基四唑化合物,因此反应具有化学选择性。而对于末端炔烃来说,甲磺酸（CH₃SO₃H）和三氟甲磺酸（CF₃SO₃H）这两种酸都优先形成碳酰二胺（尿素）化合物,此时的反应不具有化学选择性。第四章主要进行了过渡金属铱催化的芳烃化合物选择性的C-C键断裂的机理研究。在目前的研究中,我们的宗旨是使用密度泛函（DFT）计算方法来阐明反应的机理和区域选择性。计算和比较了几种可能的反应途径,即一、二、三和四铱金属路径的自由能分布。这些计算的结果表明,过渡金属铱插入以逐步方式发生的四铱金属路径具有最低的能量。以间二甲苯为底物的分析结果表明,空间位阻作用在决定反应区域选择性方面起着很关键的作用。电子因素也很好地解释了为什么苯给出最高的势垒,而均三甲苯给出最低的势垒的实验现象。