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卟啉和金属卟啉类化合物在医药、催化、光谱材料、染料敏化太阳能电池等方面有着重要的作用。量子化学计算的引入对有关卟啉化合物在上述几个领域的研究也至关重要。量化计算有助于理解实验结果并能进一步为实验起到理论上的指导作用。本论文采用量化计算Gaussian03软件包对NECP环内氢迁移过程及取代基对环内氢迁移过程的影响进行了研究，以及金属取代卟啉和氮混杂卟啉的有关光谱学性质进行了研究分析。卟啉化合物的两个内氢原子在环内部的四个N原子位置上发生迁移的过程称为NH的互变异构化，这一反应对光合成和金属配位化学的作用举足轻重。基于密度泛函理论的相关算法研究了NECP(Neo-Confused Porphyrin)及在其四个meso位置添加取代基(-F)(同时，在翻转吡咯环上添加环庚烷取代基)环内的氢迁移的过程。通过对反应物、产物、中间体及过渡态结构与能量的分析，讨论了取代基-F在四个meso位置时，取代基对NECP环内氢迁移过程的影响。结果表明：迁移氢原子的酸性、接受迁移氢的氮原子的碱性，取代基(-F和环庚烷)的性质以及环内迁移氢原子和氮原子之间的距离等都会对氢原子的迁移产生影响。卟啉类化合物的光谱学性质详细的研究对于解释生物体内的电子和能量转移具有十分重大的意义。所以本论文也着重讨论了卟啉化合物环内氢迁移过程的同时，也探讨了卟啉与金属配位的光谱学性质。卟啉化合物与金属配位的光谱性质研究，采用密度泛函理论B3LYP/6-31+G(d)水平上研究了四种金属Mg，Ni，Cu，Zn与自由卟啉(FBP)及氮混杂卟啉(NECP和NCP)配位的分子几何结构及分子轨道能级。TDDFT方法计算了金属与三种卟啉配位后在气体条件下的电子吸收光谱，包括激发能、吸收波长、跃迁组成和振子强度，并研究了水，氯仿，苯三种不同极性溶剂对电子吸收光谱的影响。计算结果表明:由于与金属配位的FBP (M-FBP)具有D4h对称性，分子轨道能级HOMO/HOMO-1，LUMO/LUMO+1因能级相近发生简并；HOMO-LUMO轨道能级差大约在3.0eV左右；在Soret带出现较强得吸收峰。非对称性结构的M-NECP和M-NCP，由于C/N原子位置的改变，前线轨道组成发生改变；二者的轨道能级差(HOMO-LUMO)分别为2.6eV和2.3eV左右；分子轨道能级均发生分裂，Soret带出现多个电子吸收谱峰，Q带也出现吸收峰。溶剂(水，氯仿，苯)条件下三者与金属配位的电子吸收光谱均随溶剂极性减弱光谱发生红移，并且吸收峰强度增强。