در این پایان نامه، اثر استخلاف شدن فلزات مس، نقره و طلا بر روی پتانسیل کاهشی دو الکترونی کینون ها مورد مطالعه قرار گرفت. تمام ساختارها (125 فرم اکسید) با استفاده از روش b3lyp بهینه شدند. از توابع پایه lanl2dz برای فلزات و از 6-31+g** برای سایر اتم ها استفاده گردید. تست فرکانس برای تایید عدم فرکانس منفی و جهت بدست آوردن انرژی آزاد گیبس ترکیبات انجام شد. در اینجا نشان داده می شود که استخلاف شدن فلزات نامبرده باعث کاهش پتانسیل دو الکترونی کینون ها می شود. با استخلاف کردن این فلزات به همراه گروههای عاملی دیگر نظیر -oh, -ch3, -cl, -cooh و -no2 طیف وسیع تری از پتانسیل کاهشی کینون ها بدست می آید. برای بررسی عمومیت اثر این فلزات بر روی پتانسیل کاهشی خانواده کینون ها، محاسبات مشابهی بر روی کینون ها با حلقه های جوش خورده (نفتوکینون و مشتقی از آنتراکینون) انجام گرفت و نتایج مشابهی نیز بدست آمد. در آخرین قسمت از این تحقیق اثر کلاسترهای مس بر روی پتانسیل کاهشی دو الکترونی بنزوکینون مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده از این کلاسترهای فلزی به همراه گروه هیدروکسیل مقدار پتانسیل تا 72.43% نسبت به بنزوکینون استخلاف نشده، کاهش یافت.