本文通过密度泛函理论(DFT)方法研究了一系列由醌式和芳香式结构共聚形成的化合物的电子结构和导电性质。同时讨论了在传统醌式和芳香式结构基础上改进的基于碳桥键连接的醌式和芳香式结构共聚物的电子结构和导电性质。另外,本文尝试了突破经典的芳香性环作为导电聚合物材料的传统,研究了反芳香性物质作为有机导体的导电性能。　　 在第一节中,我们简要介绍了有机导电聚合物的发展状况,导电机理及应用。另外,我们还介绍了几种导电聚合物的研究现状及我们所做工作的研究基础及本工作的意义。　　 在第二节中,我们主要介绍了本文使用的理论计算方法,重点讲解了基本原理和一些常用方法。另外还介绍了研究中使用到的一些重要的理论分析方法和手段,包括分子中的原子理论(AIM),核独立化学位移(NICS)分析和自然键轨道理论(NBO)。　　 在第三节中,我们主要研究了五个不同的醌式受体和不同数量的噻吩环供体组成的共聚物的几何构型和电子结构,希望弄清楚醌式和芳香式结构聚合物的电子结构及其导电性的本质关系。对于这些化合物,键长交替分析表明所有的单体分子展示芳香式骨架结构,而它们的聚合物,有醌式和芳香式骨架两种结构。此两种结构各有特色,电子结构相差较大,NICS分析表明醌式结构聚合物的电子主要集中在环间,而芳香式结构的电子主要局域在环上。分子内电荷转移表明供体受体导致的电荷转移并不是得到小带隙的本质原因,我们发现带隙的变化紧密联系着醌式和芳香式结构的转变,且在醌式和芳香式结构转变的交界处,会产生最小带隙。　　 在第四节中,我们对基于碳桥键连接的醌式和芳香式结构所形成的四个新化合物的几何和电子结构及它们与能隙值的关系进行系统的研究。键长交替,BCPs和NICS分析用来检测分子几何和电子结构及共轭度的变化情况。结果显示,分子的共轭性随着聚合度的增加而增强,特别是醌式单元的醌式性质相比较于母体分子明显减弱,也导致LUMO轨道能量全面降低,最终得到更小的能隙值。此外,SN的弱相互作用在提高分子平面性,稳定HOMO和LUMO能级,降低能隙方面也有重要作用。模拟外加电场研究表明外加电场能使π电子移动,带隙值降低。带结构分析表明,四个新聚合物的带隙很窄(0.28-0.67eV),带宽较宽,有效质量小,这四个新聚合物分子是潜在的有机导体。　　 在第五节中,我们对反芳香性物质pentalene及其氮原子取代衍生物的电子结构和性质进行了研究。计算结果表明所有的单体分子都以单重态基态结构存在且有显著的单双键键长交替。从二聚体开始,由于氮原子和分子对称性的影响,分子结构发生了变化,被分成了两类,一类,其基态结构变为三重态双自由基结构(P、CPP、CPI、PP1和PI),另一类,仍是稳定的单重态基态结构(PP2和Ⅱ)。双自由基结构分子,由于自由基结构的影响,单双键交替减弱,电荷趋于平均化,电子离域性明显加强。双自由基结构分子的聚合物,有小的带隙,宽的带宽和小的有效质量,这些都表明此类结构分子是潜在的有机导体。