مطالعات تئوری شامل بررسی های ساختاری، انرژی برهمکنش و آنالیزهای NBO و AIM، بر روی برخی از کمپلکس های N-هتروسیکلیک های کاربن با فرمول عمومی [NHC→ER2]; (E=Ge, Sn, Pb; R=CH3, H, F, Cl, Br)در سطح تئوری های M05-2XوM06-2xوهمچنین مجموعه پایهdef2-TZVPPگزارش شده است.نتایج نشان داد ترکیباتی که دارای استخلاف الکترون دهنده (R=CH3) بر روی قطعه ER2 دارای انرژی برهمکنش کمتری نسبت به استخلاف های الکترون کشنده (F,Cl,Br) هستند. در ادامه با استفاده از محاسبات NBO، مقدار بار عناصر موجود در کمپلکس ها، انتقال بار از لیگاند NHC به قطعه ER2، نوع اوربیتالهای هیبریدی، مرتبه پیوند و اوربیتالهای مولکولی مورد محاسبه قرار گرفت. همچنین آنالیز AIM و EDA به منظور تشخیص حضور نقاط بحرانی پیوند (BCPs) به منظور تعیین ماهیت پیوندC→Eدرکمپلکسهای اخیرتوسط نرم افزارهای AIM 2000 و ADF مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد در این کمپلکسهای مورد مطالعه سهم بر همکنش های الکتروستاتیکی در پیوند C→E بیشتراز بر همکنش های کوالانسی بوده وسهم آن بیش از 60% می باشد. همچنین در ادامه مطالعات تئوری بر روی ساختار و ماهیت پیوندهای، C→EوE→M در برخی از کمپلکس های N-هتروسیکلیک های کاربن با فرمول [NHC→ER2→M(CO)5]; (E=Ge, Sn, Pb; R=CH3, H, F, Cl, Br) و همچنین بررسی ساختار و ماهیت پیوندهای C→E، E→MوE→E در کمپلکس های [NHC→E2H4→M(CO)5]; (E=Ge, Sn, Pb) در سطح تئوریM06/def2-SVP گزارش شده اند. انرژی برهمکنش برای کمپلکس های اخیر محاسبه شد و نتایج نشان داد که انرژی برهمکنش در حضور اتم M و شاخه جانبی یکسان از Ge به سمت Pb کاهش می یابد. همچنین با استفاده از محاسبات NBO، مقدار بار عناصر موجود در کمپلکس ها، انتقال بار، ازنوع اوربیتالهای هیبریدی، مرتبه پیوند ویبرگ بررسی شد. آنالیز تفکیک انرژی (EDA) به منظور تعیین ماهیت پیوند های مورد بررسی در کمپلکس های اخیر توسط نرم افزار ADF انجام شد. نتایج نشان داد سهم بر همکنش های الکتروستاتیکی در پیوند های ذکر شده در کمپلکسهای مورد مطالعه بیشتر از بر همکنش های کوالانسی است.