对含金属气相复合物的研究为分子的键能、结构、化学及物理过程的微观行为提供了大量有价值的信息，对理解多相催化、凝聚态金属有机反应、生物系统的电荷转移起着关键作用。本论文利用密度函数理论、NBO理论、AIM理论系统研究了Mf<＋>-烷基、氨基、烷胺基、羟基、烷氧基分子的结构、键能、键本质、键的轨道组成及分子内的电子转移作用对分子结构的影响。Mg<＋>-自由基键在本质上具有离子性，键能在40－80kcalmol<-1>之间。分子内的电子转移作用使cis结构的分子比trans结构的分子更稳定，其中Mg<＋>-自由基键的σ轨道与与其平行的σ轨道之间的电子转移作用引起的稳定能几乎与n→σ*之间的电子转移作用引起的稳定能相同。Mg<＋>-丙基、丁基、乙胺基、丙胺基、乙氧基、丙氧基分子内存在离子性的Mg<＋>…H-Cagostic键，6个分子的Mg<＋>-X-C（X＝C、N、O）角都很小，分布在Mg<＋>-X-C原子上的最高占有轨道与次最高占有轨道几乎具有标准的π反键特征。Mg<＋>-自由基键上的电子向整个自由基群离域是形成agostic键的主要驱动力；Mg<＋>原子轨道与C-H键轨道之间的电子转移作用使C-H键变长，这种作用是形成agostic键的次要驱动力。