مطالب ارائه شده در این رساله به سه بخش اصلی تقسیم می شود : در بخش اول به منظور انتخاب روش مناسب، نمودار انرژی برهمکنش خوشه های دو اتمی طلا با گروه های استیلن، اتن و بنزن با استفاده از روش های مختلفی از نظریه تابعی چگال از جمله bp86, b3lyp, pbe, tpssh, pbe-d3, b3lyp-d3 و tpssh-d3همراه با مجموعه پایه def2-tzvp مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج آن با روش mp2 مقایسه شد. بهترین نتایج از لحاظ دقت و هزینه محاسباتی نسبت به روش mp2 با به کار بردن روش های pbe, pbe-d3 و b3lyp-d3 می باشد. در بخش دوم بررسی برهمکنش گرافاین(gy) با اتم و خوشه های دوتایی و سه تایی طلا با استفاده از سه روش مختلف pbe, pbe-d3 و b3lyp-d3 همراه با به کار گیری مجموعه پایه def2-tzvp مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا مکان های فعالی که اتم و خوشه های طلا می توانند روی سطح گرافاین جذب شود مشخص شد و انرژی پیوند این کمپلکس ها به دست آمد. نتایج نشان داد که با بزرگتر شدن اندازه خوشه طلا انرژی پیوند افزایش می یابد. در این کمپلکس ها طلا و گرافاین به ترتیب به عنوان گونه دهنده بار و پذیرنده بار عمل می کنند. . با استفاده از نظریه کوانتومی اتم ها در مولکول ها (qtaim) ماهیت پیوندهای کربن-طلا مشخص شد و نشان داده شد که این پیوندها ماهیت کووالانسی –الکتروستاتیکی دارند .همچنین با استفاده از روش تفکیک انرژی (eda) مشخص شد که پیوندهای کربن-طلا کمپلکس های gy-au2 در حدود %40خاصیت کووالانسی و %60 خصلت الکتروستاتیک دارند. روش تحلیل اوربیتال پیوندی طبیعی (nbo) نیز برای محاسبه بار منتقل شده و انرژی این انتقال بار در پیوندهای موثر در برهمکنش های مورد نظر مورد استفاده قرار گرفت. در بخش سوم بررسی برهمکنش گرافن (gr) با خوشه های دوتایی و سه تایی طلا با استفاده از روش pbe و pbe-d3 با به کار گیری مجموعه پایه def2-tzvp مورد ارزیابی قرار گرفت. در این کمپلکس ها خوشه های دوتایی و سه تایی طلا را در سه موقعیت t, b و h درنظر گرفته شد که b در بالای مرکز پیوند کربن-کربن، h بالا و در مرکز حلقه گرافن و t بالای اتم کربن واقع شده است. در این کمپلکس ها بر خلاف موارد ذکر شده در مورد گرافاین، گرافن و خوشه های دوتایی و سه تایی طلا به ترتیب به عنوان گونه های دهنده بار به عنوان پذیرنده بار عمل می کنند.. با استفاده از روش qtaim نشان داده شد که این پیوندها ماهیت کووالانسی-الکتروستاتیکی دارند. همچنین با استفاده از روش eda مشخص شد پیوند کربن-طلا در کمپلکس های gr-au2 در حدود %40 خاصیت کووالانسی و %60 خصلت الکتروستاتیک دارندهمچنین با استفاده از nbo نحوه انتقال بار در برهمکنش های مورد نظر مورد بررسی قرار گرفت.