高压使原子间距离减小、轨道交叠、化学键断裂和重组、甚至是结构扭曲等,分子体系因其较弱的分子间相互作用很容易发生结构相变,甚至是分子解离。氢是元素周期表中最轻的元素,根据BCS理论,氢对应着较高的德拜温度,并被理论预言其金属相将是最有潜力的室温超导体。而高压是可以使常压下的分子晶体变成金属相的最有效手段,但是实验上氢的金属化却一直未能实现,主要由于氢的原子半径小,原子间化学键比较强,金属化压力太高,以目前的实验技术很难达到。而卤族原子作为和氢化学性质非常相似的元素受到广泛关注,且氯单质在100 GPa出现金属化,并在130 GPa分解成原子相;溴单质在60 GPa左右发生绝缘体到金属的相变,随后在115 GPa转变为单原子相。随着2004年Ashcroft提出化学预压概念,人们把目标转移到了含氢化合物的身上。于是卤化氢因为存在丰富的相变进入人们的视野,且氯化氢和溴化氢都在高压下出现了氢键对称化以及超导电性,这也给其他的含氢体系指引了思路。卤化铵作为典型富氢化合物家族的一员,因存在丰富的相变而备受关注。在本论文中,我们选取了三种含氢的卤族化合物为研究对象,通过布里渊散射实验手段及第一性原理计算方法对它们的高压行为进行研究,研究成果如下:1.通过原位高温高压布里渊散射光谱结合原位同步辐射X射线衍射（XRD）探究了氯化氢的弹性性质。一共在三个温度下（300 K、390 K和470 K）测得了氯化氢的声速,并且详细地描述了压力对声速的作用。从XRD实验得到了氯化氢的体积数据,通过三阶Birch-Murnaghan方程的拟合,计算得到了氯化氢的密度。然后根据密度和声速得到了弹性常数以及体积模量、剪切模量、弹性各向异性等。紧接着系统地研究了压力和温度对弹性性质的影响,发现弹性常数和模量都是沿着每条等温线随压力单调递增,且在低压的时候,温度的升高会使他们的值有略微的降低。最小二乘误差的平均和弹性各向异性在同样的压力点发生了明显的变化,我们把这个压力点确定为无序-有序相变点,这些帮助我们确定了相I到I’的相界。最终我们把氯化氢的相图拓展到高压高温区,为其他氢化物的结构研究提供了有力的参考。2.我们在0-130 GPa压力范围内,对NH4I进行了二倍胞、三倍胞和四倍胞的定配比结构预测。验证了实验上提出的相Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,且结构和相变压力点跟实验结果符合的很好。除此之外,我们还首次发现了两个高压新相Ibam和Cm。电子能带结构的计算表明两个新相的带隙均随压力的增大而减小。考虑到NH4Br在高压下会分解以及HI的不稳定性,我们比较了相Ⅴ和NH3、H2和I2的焓值,发现NH4I的相V在74 GPa时可能会发生分解,分解产物为NH3、H2和I2,所以这两个高压新相均为亚稳结构,且相Ⅴ的声子谱在80 GPa仍没有出现虚频,我们判断此分解不是由于动力学不稳定造成的,可能是由于碘原子较大的半径,较弱的电负性导致了和其他原子之间弱的相互作用。3.我们在0-350 GPa的压力范围内搜索了NH4Cl的晶体结构,首次发现了NH4Cl的两个高压新相,分别为P21/m和Cmma,根据热力学、力学及动力学稳定性确定了这两个相的稳定压力区间分别为71-107 GPa和107-350 GPa。考虑到高压可能会导致氯化铵分解,我们计算了在0 K时,Cmma相的焓值和NH3（Pma2）以及HCl（P-1）的差值,但计算结果表明直到350 GPa,NH3+HCl的焓值要比Cmma结构的焓值高上4.2电子伏。另外关于氯化铵的晶体结构,相Ⅴ以及两个新相的铵根离子都是反平行取向排列。为了研究NH4Cl中的成键情况,我们还计算了两个新相P21/m和Cmma相的电子局域函数图和拜德电荷,发现氢原子提供电子给氮原子和氯原子,且氮氢之间的共价键一直存在到350 GPa。我们还计算了这四个相的电子能带结构并且给出了带隙随压力的变化图,发现在相Ⅳ存在的压力区间内,带隙随压力的增加而增加,而在相Ⅴ和两个新相的压力区间内,带隙随压力增加而减小,在350 GPa时发生压致金属化。介电常数以及光学吸收系数等性质的计算表明,压力是有效调控材料光学性质的一种手段。