分子动力学是人们在研究原子与分子的性质与反应活性的过程中总结发展起来的一门重要学科,对人们理解化学反应的过程起着关键作用。在人们认识基元反应的过程中,NH4反应体系作为典型的小分子体系,有着重要的研究意义。为了在高量子态分辨水平下认识反应的过程,需要进行高精度的量子动力学计算,构建高精度的势能面将对量子动力学的研究起重要作用。本文使用Collins等人构建的基于UCCSD(T)/aug-cc-pVDZ理论方法计算的从头算Shepard插值法势能面为基础,在UCCSD(T)/aug-cc-pVTZ水平下计算了数据点的能量以及能量的一阶导数与Hessian矩阵,该势能面使用准经典轨线法选择数据点迭代构建,动力学结果已经收敛。在我们计算获得的aVTZ基组势能面上使用七维量子动力学模型对NH2+H2反应进行了含时波包传递计算,分别获得了基态,H2振动激发态和NH2弯曲振动激发态三个初始态的反应几率与积分反应截面。在基态反应中观察到了比较明显的量子隧穿效应,NH2的弯曲振动激发对反应的进行没有明显影响,而H2的振动激发反而对反应的发生有阻碍作用。该反应是一个普朗尼规则中典型的“早垒”反应,相对于振动激发,平动能的增加对于这类反应的促进效果更为显著。在新势能面上计算获得了不同温度下反应速率常数的曲线,与目前现存的实验结果进行对比,在中间温度(293-730k)的时候插值势能面的计算结果与实验值一致,但是在900-2000k的时候计算曲线略低于实验曲线,说明该插值势能面对低温区域描述较好,但是在高温区域仍需要进一步的完善,这可能跟Collins势能面格点选取机制有关。因此我们对该势能面的数据点集进行了后继的扩充与修正工作。由于Collins势能面点数据集的选取主要基于经典轨线法,对能量较高的区域的覆盖可能不够完善,因此我们对势能面进行了扩充工作。针对更广大的区域进行了势能面的偏差测试。分别对NH4体系内的两条反应路径覆盖的广泛区域设置格点进行从头算计算,然后使用插值势能面对同样的格点插值计算,在从头算值与插值结果差距比较大的区域添加从头算数据点,然后使用扩充过的势能面再次插值并比较结果,直到插值结果在较大区域内都与从头算点较好的符合。经过对势能面的扩展和修正之后,新构建的势能面包含六千多个格点。通过对新势能面上的特殊点的构型参数,振动频率等数据的获取,以及相对于Collins的aVDZ势能面与从头算数据的统计误差对比,我们认为新的势能面可以对NH4体系的反应有更好的描述。对于星际分子HC4N,我们在MP2/cc-pVTZ水平下对初始的猜测构型进行构象优化,共获得的23个稳定单重态构型,5个三重态构型与21个过渡态,并继续计算其零点能,振动频率,红外强度,偶极矩和转动常数等参数,对过渡态,为确保其两端连接的正确性,不仅获得了虚频,同时进行了反应路径跟踪扫描(IRC)计算,确认连接这些稳定构型的过渡态,使用CCSD(T)/cc-pVTZ//G3(MP2)双基组方法获得其高精度单点能进行对比,确认其相对能量和构象转变的能垒高度。通过计算确认HC4N能量最低的结构为带三元环的单态链状结构,三态直线型结构为能量次高的结构。从头算获得的数据与现存的实验结果有较好的符合程度。通过分析得到了HC4N单重态的5个热力学和动力学都比较稳定的的构型,分别命名为为R31,B1, C1,R32和R35,并继续讨论了单态与三态结构与稳定性的差别。希望理论计算提供的数据结果能为观测和实验中尚未获得归属的谱带找到理论解释依据和研究思路。