本论文利用量子化学计算方法对一系列二元富硼化合物进行了详细的理论研究,通过构建详细的势能面,我们对硼氧簇各个异构体之间的相互转换机制有了一个系统的了解,这有助于我们从动力学上深入理解纯硼簇的掺杂及氧化机制,那些热力学和动力学稳定的分子可能成为团簇生长过程中潜在的核。本文的研究可为更复杂的硼氧原子簇和硼氮原子簇的生长过程和氧化机制提供重要的参考,并为将来实验室的观测、合成与表征提供重要的理论依据。论文主要内容有:1)我们首次在CCSD（T）/6-311+G（2df）// B3LYP/6-311+G（d）水平下构建了B₃O的势能面,确认了线型四重态BBBO是B₃O的基态结构,解决了不同文献之间关于B₃O分子基态结构不同的问题。2)围绕着B₄O的基态结构是三重态的线型结构还是单重态的环状结构这一问题,我们通过对B₄O势能面的详细研究发现含有-BO的刀状结构为B₄O分子的基态结构。3)通过对硼中心的自由基B₅O详细的异构化机制的理论研究,我们确认了带状结构是它的基态结构。4)通过对B₆O势能面的详细的研究,我们确认了B₆O分子的基态结构为含有-BO的刀状结构,并且最终否定了硼中心或氧中心超配位分子轮的存在。5)对B₇O、B₈O、B₉O、B₁₀O、B₁₁O和B₁₂O进行研究发现在小的硼氧簇的生长过程中,从B₄O开始出现了含有-BO的刀状结构与带状结构的竞争,随着硼原子数的逐渐增多,超配位的轮状结构也参加了竞争,从B₇O开始基态结构变为超配位硼中心的轮状结构。6)通过对B₃O⁺、B₄O⁺、B₅O⁺和B₆O⁺势能面的详细研究,发现B₃O⁺基态为单重态的直线型BBOB结构,B₄O⁺、B₅O⁺、B₆O⁺均为带状的结构,从B₇O⁺开始变为超配位硼中心的轮状结构。7)通过对NB₆^-势能面的详细研究,发现其基态结构为带状结构,与等电子体的CB₆^2-类似,而氮中心的六配位分子轮动力学极其不稳定。8)通过对FB₆⁺势能面的详细研究,我们发现基态是含有-BF端基的刀状结构,不存在氟中心或硼中心的分子轮。