上世纪90年代,Feringa等人成功设计了多烯类光驱动分子转动马达。其中,二苯乙烯（stilbene）马达初步实现了在驱动纳米汽车和光药理学等方面的应用。然而,以C=C双键作为旋转轴的二苯乙烯马达在光异构化过程中,基态与激发态间的圆锥交叉点能量较高且偏离旋转路径,致使此类分子马达的单向性较差。为改善分子马达旋转的单向性,基于BN是CC的等电子体,Liu等人在2019年以二苯乙烯分子马达为模板,将中心旋转轴C=C双键用B=N键进行替换,设计出了含极性B=N旋转轴的BN-stilbene分子马达。相关理论研究发现BN-stilbene类分子马达激发态过程的描述对于采用的理论方法具有很强的依赖性,不同的理论方法计算的结果相差很大,影响了对此类分子马达各项性质的定性评价与理论预测。为了给BN-stilbene类分子马达的设计提供可靠的理论依据,本文计算了含BN单元的有机共轭分子的激发能和几何构型,总结出含B-N极性共价键的共轭化合物性质的相关规律,寻找出了较优的计算方法;在此基础上,设计了整体性能相对优越的氟取代的 BN-stilbene 分子马达（F10-BN-stilbene）。本文主要包括以下两个内容:1.采用了11种密度泛函（包括:B3LYP、PBEO、mPW1PW91、M06、BMK、BH&HLYP、M06-2X、ωB97、ωB97X、ωB97X-D 和 CAM-B3LYP）和7种基组（cc-pVDZ、cc-pVTZ、6-31G（d,p）、6-31++G（d,p）、6-311G（d,p）、6-311++GG（d,p）和 6-311G（2df,2pd））,计算了 12个具有不同共轭程度的BN化合物的垂直吸收能,以及其中的8个BN化合物的发射能,并对它们的几何构型进行详细分析。结果表明:（1）首先,基函数的大小和弥散函数对于计算BN化合物的垂直吸收能具有重要作用,11种泛函的垂直吸收能的误差遵循以下顺序:6-311++G（d,p）<6-31++G（d,p）<cc-pVTZ<6-311G（2df,2pd）<6-311G（d,p）<cc-pVDZ<6-31G（d,p）。（2）对于上述12个BN化合物的单重价激发态激发能分析可得,含Hartree-Fock精确交换百分比范围20%～30%的杂化密度泛函（B3LYP、PBE0、mPW1PW91和M06）计算得到的垂直吸收能误差小于40%以上的杂化密度泛函（BMK、BH&HLYP和M06-2X）和范围分离泛函（ωB97、ωB97X、ωB97X-D 和 CAM-B3LYP）。（3）对于11种泛函,B3LYP较其他泛函更容易高估BN键长,而BH&HLYP更容易低估BN键长。（4）由BN化合物的激发能和几何构型误差分析,得到误差较小的 7 种泛函,包括 PBE0、mPW1PW91、M06、BH&HLYP、M06-2X、BMK 和ωB97XD。在此基础上,选择M06/6-311++G（d,p）计算了六个BN-萘的若干基本化学性质。结果表明:（1）无论BN单元取代C-C单元还是C=C单元的BN-萘,BN键都具有双键特征。（2）用BN单元替换C-C单元的BN-萘的最大吸收波长和芳香性（含BN单元的环）大于用BN单元替换C=C单元的情况;同时,在BN单元的化学环境相同的情况下,前者的垂直吸收能更容易被高估。（3）当BN单元替换双键位置时,具有-HB=NH-的化学环境的BN杂环芳烃比-B=N-的垂直吸收能更容易被高估。2.设计了氟取代的F10-BN-stilbene分子转动马达,并初步探讨了其光步骤的工作机理和表现。TD-BHHLYP/6-31G（d）和SF-BHHLYP/6-31G（d）计算结果表明,对比一代二苯乙烯和二代芴基马达的性能,F10-BN-stilbene分子马达的驱动力大于二苯乙烯和芴基马达;S1-S0间能隙接近二苯乙烯马达;基态的热异构化能垒略低于二苯乙烯和芴基马达;F10-BN-stilbene马达的圆锥交叉点与其S1-min能量相差较小,较容易于发生无辐射跃迁。因此,F10-BN-stilbene可能作为一个潜在的、性能优良的分子马达。