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本论文以大气中的重要物种氟代甲羧酸自由基FC（O）O作为主要研究对象,利用量子化学和电子密度拓扑分析方法研究了FC（O）O自由基与NO之间的反应、FC（O）ONO异构体和异构化反应机理及FC（O）O异构化的反应以及FC（O）H异构化的反应机理。讨论了反应过程中化学键的变化规律,为实验上研究大气化学反应提供理论依据。本论文的研究内容分三部分:第一部分是对FC（O）O与NO反应机理的理论研究;第二部分是对FC（O）ONO的异构化反应机理的理论研究;第三部分研究了FC（O）O异构化的反应以及FC（O）H异构化的反应机理。第一章介绍了近年来国内外对FC（O）O氟代甲羧酸自由基的实验研究和理论研究的情况。第二章对量子化学计算的基本原理与量子拓扑学理论的发展历史和研究现状进行了简单的回顾和介绍。第三章对FC（O）O与NO的微观反应机理进行了研究。利用量子化学计算方法,找到了FC（O）O + NO反应的四条反应通道,其中FC（O）O + NO→COM2→TS3→FNO+CO2和FC（O）O + NO→COM2→TS4-1→COM3→TS4-2→FN（O）O+ CO反应能垒不高,容易进行,且前者为主反应通道。在四条反应通道中出现了环状和T型两种结构过渡态,环状过渡态又分三元环过渡态和四元环过渡态。并用电子密度拓扑分析方法讨论了反应的微观过程,得到了各反应通道的能量过渡态和结构过渡态。第四章对FC（O）ONO的异构体和异构化反应进行了研究和讨论。共找到12种异构体和5个异构化反应。用电子密度拓扑分析程序讨论了异构化反应途径中化学键的变化情况。第五章对FC（O）O和FC（O）H的异构体和异构化反应进行了研究和讨论。找到了可能的反应通道。并用电子密度拓扑分析程序讨论了异构化反应途径中化学键的变化情况。本论文的创新之处:1.找到了并总结了FC（O）O + NO反应的四个反应通道,其中FC（O）O +NO→COM2→TS3→FNO+CO2和FC（O）O + NO→COM2→TS4-1→COM3→TS4-2→FN（O）O+CO反应能垒不高,容易进行。且前者主反应通道。在反应中出现了环状和T型两种结构过渡态。并用电子密度拓扑分析方法讨论了反应的微观过程,得到了各反应通道的能量过渡态和结构过渡态。2.对FC（O）ONO的异构体和异构化反应进行了研究和讨论。共找到12种异构体和5个异构化反应。其中有8种异构体和4种异构化反应是新发现的。3.首次讨论了FC（O）O和FC（O）H的异构体和异构化反应。并用电子密度拓扑分析程序讨论了异构化反应途径中化学键的变化情况。