掺杂是对无机晶体材料进行改性的最重要的方法之一,在锂离子电池的电极材料、光催化材料、稀磁半导体材料以及光折变材料中都具有广泛的应用。杂质离子进入晶格时的掺杂行为决定了掺杂无机晶体的结构,而杂质能级决定掺杂无机晶体的许多功能性质。因此,为了更合理的进行材料设计,理解并预测离子在无机晶体中的掺杂行为以及掺杂无机晶体的杂质能级具有重要意义。电负性和化学键参数是反映材料微观结构、预测材料宏观性质的有效工具。本文从电负性和化学键角度出发,研究了掺杂离子进入无机晶体后的占位情况以及杂质能级。本论文研究了阳离子在无机晶体材料中的占位选择性,发现静电效应和空间效应是决定离子占位的两个重要因素,分别可以由电负性和离子半径表达。因此本论文将杂质离子与基质中离子之间的电负性和离子半径的偏离结合起来定义了偏离程度,离子趋向于占据与其自身偏离程度较小的晶格位置。基于此方法本论文计算了38种常用阳离子在几种含有两种或两种以上阳离子的无机晶体中的占位选择性,计算结果能够很好地与文献中可获得的实验结果符合。此方法对于理解并预测离子在无机晶体中的掺杂行为具有指导性意义。论文建立了过渡金属离子在无机晶体中的杂质能级与电负性、键长等基本原子或化学键参数之间的定量关系。基于此关系计算了常用的过渡金属离子在金红石相Ti02、Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ半导体以及几种钙钛矿型三元氧化物中的杂质能级。计算值与实验值吻合的很好,证明了此方法的合理性。此定量关系揭示了掺杂无机晶体杂质能级的物理本源,可作为有效的工具来预测材料的光催化、铁磁性以及光折变等性质。