پیوندهای هیدروژنی، به عنوان عامل کنترل کننده بسیاری از فرایندهای شیمیایی و بیوشیمیایی، پدیده شناخته شده ای محسوب می شوند. تعیین خواص دقیق این پیوندها به علت گسترده بودن برهمکنش-هایی که جزء پیوندهای هیدروژنی محسوب می شوند بسیار مشکل است. در این تحقیق با استفاده از روش های dft خواص پیوندهای هیدروژنی از نوع n-h...cl، n-h…o و o-h…cl در سه نمک آلانین هیدروکلرید، تریونین هیدروکلرید و سیستئین هیدروکلرید مونوهیدرات مورد بررسی قرار گرفته اند. برای رسیدن به این هدف مکان پروتن ها در این سیستم ها با روش m062x / 6-31++g(d,p) بهینه سازی شدند و مکان اتم های سنگین در این بهینه سازی ثابت نگه داشته شدند. همچنین پارامترهای nmr وnqr برای هسته های نیتروژن، اکسیژن، هیدروژن و کلر با چهار تابعیت b3lyp، m062x، m06l و cam-b3lyp و با استفاده از مجموعه پایه 6-311++g(d,p) اندازه گیری شدند. آنالیز nbo نیز با روش m062x/6-311++g(d,p) انجام گرفت. در تمام نمک های هیدروکلرید مورد بررسی روند اثرات محیطی بر روی پیوندهای هیدروژنی و به علاوه هم افزایی با استفاده از نتایج بدست آمده از nmr و nqr بررسی شده اند. همچنین محاسبات نشان می دهد که برای سیستم های اشاره شده تغییر در ساختار این مولکول ها از مونومر به پنتامر منجر به تغییر در پارامترهای محاسبه شده nmr و nqr می شود. که این امر نشان دهنده اثر افزودن گروه های همسایه به مولکول هدف در این سیستم هاست. هدف دیگر در این تحقیق مشخص نمودن مناسب ترین تابعیت برای بررسی سیستم های مذکور و سیستم های بیولوژیکی مشابه است. به همین منظور پارامترهای ثابت جفت شدگی چهارقطبی و پوشیدگی شیمیایی با استفاده از تابعیت های b3lyp، m062x، m06l و cam-b3lyp محاسبه شدند. این محاسبات نشان می دهند که روش m06l / 6-311++g(d,p) مناسب ترین روش برای محاسبات پارامترهای nmr و nqr در این سیستم ها است؛ زیرا نتایج دارای بالاترین صحت را حاصل می کند.

محاسبات تئوری تابعیت چگالی با استفاده از روشهای b3lyp و m06 و مجموعه پایه های 6-31g* ، 6-311++g** و lanl2dz به منظور بررسی نحوه جذب برخی مولکولهای قطبی و غیرقطبی بر روی مجموعه ای از کمپلکس های b79x شامل x=b, al, ga, n, f ، برخی ایزومرهای b80 و نانوساختار b12n12 انجام گرفته است. برای به دست آوردن یک دید جامع و توام با جزئیات در ارتباط با خصوصیات برهمکنش ها، پارامترهای ساختاری و الکترونی سامانه به کمک نظریه هایی همانند aim و تشدید چهارقطبی هسته nqr مورد بررسی قرار گرفته است. باکی بال b80 به عنوان یک مولکول آمفوتر و سخت ، دارای دو موضع برهمکنشی فعال cap و frame است که این دو موضع می توانند به عنوان اسید و بازهای لوئیس عمل کنند. مطابق نتایج به دست آمده ، ایزومرهای مختلف، رفتارهای متفاوتی را به هنگام جذب آمونیاک نشان می دهند. ثابتهای جفت شدگی چهارقطبی هسته و پارامتر بی تقارنی این تفاوتها را نشان می دهند. از سوی دیگر، این برهمکنش سبب ایجاد تغییرات محسوسی در پارامترهای ساختاری و رسانایی باکی بالهای b80 و مشتقات دوپه شده آن می شود. اثبات می شود که b79al، b79ga و b79f پاسخ قابل توجهی به جذب آمونیاک در موقعیت cap نشان داده، به طوری که آنها را به عنوان سنسورهای بالقوه حساس به این ماده معرفی می کند. به علاوه ، تحلیل نتایج به دست آمده از نظریه aim ، ماهیت جزئی کووالانسی بودن برای کمپلکس های محاسبه شده به جز nh3-b80 و frame-nh3-b79f را نشان می دهد. ثابت می شود که ماهیت کووالانسی پیوند n-x با افزایش خاصیت فلزی اتم x کاهش می یابد. در نهایت، محاسبات بر روی نانوساختار b12n12 نیز اثبات می کند که سیگنال های الکتریکی تولید شده به هنگام جذب x2، زمانی که xمتعلق به عناصر li ، be ، b و o است به اندازه ای است که این ساختار را به عنوان دسته جدیدی از سنسورها طبقه بندی می کند.