本文采用密度泛函理论B3LYP方法,通过详细分析三重态势能面以及各静态点的结构,对钴离子与丙烯胺气相反应机理进行了细致的理论研究,并解释和补充了他人的实验结果。采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法对反应中各静态点的几何构型进行优化,并在B3LYP/6-311+G(2df,2pd)理论水平下对各结构进行单点能计算。通过比较一些具有代表性的、与反应相关结构结合能的实验值和计算值,对所使用理论方法的准确性进行评估。为了更深入地了解官能团之间的相互作用,对部分极小值在B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平下进行自然键轨道(NBO)分析。计算得到的所有结构总自旋值用来检验计算中自旋污染是否会影响反应机理的解释,对<S2>偏离理论值较大的结构进行稳定性测试,以检验波函数的稳定性并对其进行修正。通过计算其它自旋态证实反应不存在自旋态之间势能面交叉的现象,钴离子与丙烯胺反应是一个单态反应,因此对反应机理的阐述只需考虑三重态(基态)势能面。NH3的生成可由直接β-H转移和环化-H转移两种不同的机理来实现,其中比较可行的是金属离子对中性分子C-N键激发然后经直接β-H转移生成氨分子,这是由于此路径中所有极小值和过渡态的能量均低于入口能量;NH2伴随着NH3而生成,总共有6种可能的反应路径;产物C2H2由C-C键激发,经过三种不同路径产生两种不同的离子产物;我们考虑了11条生成H2路径,其中最可行的是初始C-H激发的2,3-H2消除路径。