瓜环（CB[n]）因其在水中的溶解性比较差，且不溶于有机溶剂，但溶于强酸溶剂的特性，在很大程度上制约了它的应用。因此，改性瓜环的研究与合成就成为瓜环研究和应用的一个重要内容。本文在全面综述了近年来国内外研究者对瓜环及其衍生物研究的基础上，确立了本论文的研究方向和研究内容，即瓜环分子的能级结构和光谱计算。本文以 CB[n]（n=5～10）为研究对象，主要从三个方面展开研究：　　首先，使用密度泛函（DF T）理论，在气相环境下的6-311g(d)基组水平上对 CB[n]（n=5～10）进行几何结构优化，进而分别计算带一个单位正电荷和一个单位负电荷状态下的密度函数。通过计算 CB[n]（n=5～10）活性位点等值面分布、简缩福井函数（CFF）、简缩双描述符（C DD）、前线轨道成份分析和密度泛函（DFT）概念指数，详细分析了 CB[n]（n=5～10）的活性位点和化学稳定性。结果表明：次甲基 H原子是受亲核试剂攻击最大的活性位点，羰基 O原子是受亲电试剂攻击最大的活性位点；CB[n](n=5～10)分子的反应活性逐渐增大，化学稳定性减弱。　　其次，在气相环境中计算了 CB[n]（n=5～10）分子的红外光谱，将红外光谱吸收峰频移和吸收峰强度的变化与 CB[n]（n=5～10）分子的结构变化进行一一对应。结果表明：1）CB[n]（n=7、8）的ν（β-H）和ν（γ-H）两个振动模式的吸收峰合并；2）ν（α=O）的伸缩振动的吸收频率向低波数的方向位移；3）波数为1200cm-1附近的振动模式吸收峰强度增大特别明显；4）CB[n]（n=5～10）的环张力逐渐减小。　　最后，在同样的基组水平上，使用含时密度泛函（TD-DFT）理论计算了CB[n]（n=5～10）的激发态。在计算的15个激发态中， CB[n]（n=5～10）的紫外光谱均主要由两个电子跃迁模式决定，其中 CB[8]紫外光谱贡献最大的两个跃迁模式的吸收峰完全重合；CB[n]（ n=5～10）紫外光谱的吸收波长从198.8317nm增大到202.2633nm；亚甲基CH2在CB[n]（n=5～10）紫外光谱的形成过程中具有隔离效应；电子和空穴分布具有对称性，且属于局域激发（LE）。