利用现代量子化学理论,对燃烧化学、大气化学、光化学及星际化学中涉及的新型分子自由基及离子的结构、光谱与化学反应机理进行系统深入的理论研究,阐明这些分子自由基及离子在不同条件下的生成和消除机制,揭示控制一些重要自由基-分子和离子-分子的重要因素,根据星际环境特点和已经存在的星际分子(离子)的化学结构特征,寻找可能存在的新型星际分子(离子),为治理环境污染、探索微电子材料气相沉积机理以及新型星际分子探测提供理论线索;对单态双自由基分子的结构、稳定性以及化学反应特性进行深入的理论研究,寻找影响单态双自由基的自旋特性和稳定性的重要因素,为设计新型双自由基分子材料提供理论依据。