分子中的原子或原子基团可以围绕单键旋转而形成不同的空间排列，这称为分子的构象异构，又称为旋转异构。构象异构现象广泛存在于分子体系中，是分子中非键合原子间相互作用的结果，对分子的性质有重要的影响。最新的研究显示，即使像乙烷这样的简单有机分子，导致其构象异构体相对稳定性的内在因素也十分复杂，并且存在争议。静电相互作用、交换相互作用、超共轭相互作用以及氢键相互作用都是可能的、相互竞争的因素。这些分子内相互作用除了会导致不同构象异构体的能量差异外，还会导致电荷分布的差异。本项目利用分子轨道成像的实验手段测量了若干有机小分子的价电子轨道，特别是最高占据轨道(HOMO)的电子动量分布，并结合分子轨道(MO)和自然键轨道(NBO)理论计算分析了分子内相互作用引起的电荷非局域化，从全新的视角研究构象异构现象及相互作用本质。