در این تحقیق با استفاده از شیمی محاسباتی به بررسی بهینه سازی ساختار کاربن های مشتق شده از پیریدین، پیرانیلیدین کاربن ها و مشابه های غیر اشباع آنها و بدست آوردن شکاف انرژی حالت های یکتایی و سه تایی هر یک از کاربن ها، بررسی آروماتیسیته ترکیبات غیر اشباع به روش nics ، مقایسه پایداری کاربن ها با استفاده از واکنش ایزودسمیک، انجام محاسبات nbo برای بدست آوردن شکاف انرژی homo-lumo، اثرات استریوالکترونی و هیبریداسیون پرداخته شد. داده های بدست آمده از محاسبات فوق نشان می دهد در کلیه ترکیبات حالت پایه الکترونی یکتایی پایدارتر از حالت پایه الکترونی سه تایی می باشد و در کل شکاف انرژی حالت یکتایی- سه تایی در کاربن های حاوی نیتروژن بیشتر از ترکیبات مشابه اکسیژن دار است . قدرت هسته دوستی ترکیبات دارای اکسیژن کمتر از ترکیبات دارای نیتروژن بوده و براساس تغییرات انرژی homo-lumo، ترکیبات دارای نیتروژن سخت تر می باشند. روند مشاهده شده جهت محاسبه آروماتیسیته در این ترکیبات با تقارن مولکولی همخوانی دارد . در فصل آخر به بررسی و محاسبه انرژی شکاف homo-lumo از طریق nbo و تغییرات انرژی واکنش های الکتروسیکلیک از طریقdft بر روی فرم بسته فولگایدها و فرم باز مشتقات دارای هترو اتم پرداخته ایم . براساس داده های بدست آمده از تغییرات انرژی واکنش های الکتروسیکلیک، می توان نتیجه گیری کرد ترکیبات دارای اکسیژن تمایل بیشتری جهت انجام واکنش های الکتروسیکلیک دارند و انرژی شکاف homo-lumo برای فرم های باز، در نیتروژن و برای فرم های بسته ، در اکسیژن بیشترین مقدار را دارد .