1. Рассчитаны константы скоростей 686 парциальных неупругих процессов, происходящих при низко-энергетических столкновениях Ba + H, Ba+ + H−, Ba+ + H и Ba{2+} + H−. Рассчитанные данные необходимы для моделирования линий Ba I и Ba II в условиях отклонения термодинамического равновесия, особенно для случая холодных атмосфер звезд. Расчёты констант скоростей проведены в рамках квантового модельного подхода, использующего асимптотический полуэмпирический подход для расчёта электронных структур и многоканальные формулы для исследования неадиабатической ядерной динамики. Рассчитаны константы скорости всех неупругих процессов, связанных с переходами между 17 нижними ковалентными состояниями Ba + H и ионным молекулярным состоянием Ba+ + H−, а также для переходов между 19 нижними ковалентными состояниями Ba+ + H и ионным молекулярным состоянием Ba{2+} + H−. В случае столкновений Ba+ + H− наибольшие константы скоростей соответствуют процессам взаимной нейтрализации в состояния Ba(6s6p 1Po), Ba(6s7s 3S) и Ba(6s7s 1S); самое большое значение равно 5.93 × 10{−8} см3/с при температуре Т = 6000 К и соответствует процессу Ba+ + H− -> Ba(6s7s 3S) + H. Наибольшая константа скоростей среди процессов возбуждения и девозбуждения при столкновениях Ba + H соответствует переходу Ba(6s7s 1S) -> Ba(6s7s 3S) и имеет значение 7.62 × 10{−9} см3/с при температуре Т = 6000 К. В случае столкновений Ba{2+} + H− наибольшие константы скоростей соответствуют процессам взаимной нейтрализации в состояния Ba+( 7p 2Po), Ba+( 4f 2Fo), Ba+( 6d 2D) и Ba+( 7s 2S). Самое большое значение имеет константа скорости нейтрализации для процесса Ba{2+} + H− -> Ba+(7p 2Po) + H, ее значение равно 3.96 × 10{−8} см3/с при температуре Т = 6000 К. Наибольшая константа скорости среди процессов возбуждения и девозбуждения при столкновениях Ba+ + H соответствует переходу Ba+(7s 2S) -> Ba+(6p 2Po) и имеет значение 1.23 × 10{−9} см3/с при температуре Т = 6000 К. 2. Рассчитаны константы скорости для 272 парциальных неупругих процессов, происходящих при низкоэнергетических столкновениях Ca+ + H, Ca + H+ и Ca{2+} + H−. Рассчитанные данные необходимы для моделирования линий Ca II в условиях отклонения от локального термодинамического равновесия. Расчёт проведён с использованием квантово-химических адиабатических электронных потенциалов, аналитической многоканальной формулы и модели Ландау-Зинера для исследования неадиабатической ядерной динамики столкновительной квазимолекулы. Исследование показало, что наибольшие величины констант скорости соответствуют процессам нейтрализации в конечные каналы Ca+(4f 2Fo) + H(1s 2S), Ca+(6s 2S) + H(1s 2S), Ca+(5d 2D) + H(1s 2S), Ca+(6p 2Po) + H(1s 2S) и Ca+(7s 2S) + H(1s 2S). При температуре Т = 6000 К величины констант скорости, соответствующих данным процессам, равны 2.03 × 10{-8} см3/с , 2.88 × 10{-8} см3/с, 7.68 × 10{-8} см3/с, 1.32 × 10{-7} см3/с и 3.02 × 10{-8} см3/с, соответственно. Среди процессов возбуждения и девозбуждения наибольшее значение при T = 6000 K имеет константа скорости, соответствующая процессу Ca+(5d 2D) + H(1s 2S) -> Ca+(6s 2S) + H(1s 2S), 7.29 × 10{-9} см3/с. Среди процессов перезарядки наибольшее значение при T = 6000 K имеет константа скорости, соответствующая процессу Ca(4s4p 1P) + H+ -> Ca+(6p 2Po) + H(1s 2S), 8.36 × 10{-10} см3/с. 3. Смешанный квантово-классический метод прыгающих токов вероятностей и квантовый метод перепроецирования получили дальнейшее развитие. Метод токов вероятностей модернизирован путем неэквидестантного учета эволюции токов вероятностей. В рамках метода перепроецирования предложена процедура гибридной диабатизации квантово-химических данных. Предложенная диабатизация решает проблему узких областей неадиабатичности и позволяет сохранить ненулевые асимптотические неадиабатические взаимодействия, которые обеспечивают правильные асимптотические волновые функции. Гибридная диабатизация осуществляется с помощью модельных матричных элементов неадиабатичности, гарантирующих пересечения диабатических термов для выбранных молекулярных состояний. Предложенный метод применен к столкновительной системе Ca + H. 4. Впервые проведены не-ЛТР расчеты для Ba II с включением неупругих процессов при столкновениях Вa+ + H и Вa++ + H- и использованием точных скоростей, рассчитанных в рамках проекта (Belyaev, Yakovleva, 2018, MNRAS, 478, 3952). Астрофизическими объектами изучения являются холодные (Тэфф = 4300-5100 К) звезды-гиганты с дефицитом металлов ([Fe/H] < -2). При концентрациях электронов и атомов водорода log Ne ~ 10.5 и log N_Н ~ 16.3, которые типичны для атмосфер таких звезд, столкновения с Н I более эффективны, чем столкновения с электронами, при возбуждении переходов с энергией 3.5 эВ < Eij < 7 эВ. При меньшем разделении уровней по энергии скорости столкновения с Н I могут различаться до 10 порядков величины для разных переходов с близкой Eij. Увеличение столкновительных скоростей при добавлении Вa+ + H и Вa++ + H- влияет на статистическое равновесие бария и ведет к уменьшению отклонений от ЛТР в населенностях низковозбужденных уровней, но практически не влияет на высоковозбужденные уровни. По наблюдаемым спектрам высокого разрешения проанализированы резонансные (4554 и 4934 А) и субординатные (5853, 6141, 6496 А) линии Вa II и определено содержание бария у избранных звезд. С новыми данными для столкновений Вa+ + H и Вa++ + H- содержание изменилось в пределах 5-25 % для разных спектральных линий и разных звезд. 5. Скорости неупругих процессов при столкновениях атомов и ионов кальция с атомами водорода были использованы для усовершенствования модели атома Ca I-II. Проведены не-ЛТР расчеты для выборки 17 звезд с ультра-низкой металличностью: -7.1 < [Ca/H] < -3.2, причем для 15 из них впервые. Отклонения от ЛТР приводят к ослаблению линий Ca I и Ca II 3706 А, но усилению ИК линий Ca II, так что при ЛТР разница между содержанием по линиям Ca I и ИК триплету Ca II может достигать порядка величины, например, для HE0557-4840 (Тэфф = 5100 K, log g = 2.20, [Ca/H] = -4.1). Не-ЛТР содержание по линиям Ca I и Ca II было использовано для определения или уточнения поверхностного ускорения силы тяжести. Впервые проведены не-ЛТР расчеты для Ca I-Ca II применительно к звездам спектральных классов А-В. Рассчитаны не-ЛТР поправки к содержанию для 55 линий Ca I и 12 линий Ca II в сетке моделей атмосфер в широком диапазоне параметров: 7000 K < Tэфф < 13000 K, 3.2 < log g < 5.0, -0.5 < [Fe/H] < 0.5. 6. Впервые проведены не-ЛТР расчеты для O I с применением скоростей столкновений O + H и O+ + H-, опубликованных Barklem (2018, A&A, 610, A57). С использованием этих теоретических результатов определено содержание кислорода у Солнца и 46 звезд, принадлежащих различным звездным населениям Галактики и имеющих металличность в диапазоне -2.6 < [Fe/H] < +0.2. Применение точных данных приводит к усилению отклонений от ЛТР и уменьшению содержания по линиям O I в ИК-области спектра. Для Солнца не-ЛТР содержание по этим линиям уменьшается на 0.11 dex по сравнению с тем, что получалось ранее с использованием теоретического приближения Дравина (Drawin, 1969, Zeitschrift fur Physik, 225, 483) для скоростей столкновений с атомами водорода. Среднее по всем линиям не-ЛТР содержание кислорода на Солнце составляет log ε(O) = 8.70 +- 0.08, что на 0.06 dex ниже того, что получается с использованием Дравиновских скоростей. Новое содержание кислорода на Солнце еще больше отличается от того, которое требуется для согласования теоретических и наблюдаемых профилей плотности и скорости звука. Этот результат важен для уточнения наших представлений о физике Солнца. Для 46 звезд выборки не-ЛТР содержание изменилось в пределах 0.02-0.13 dex в зависимости от параметров атмосферы. Это привело к изменению поведения галактического тренда [O/Fe] - [Fe/H] в диапазоне -2.6 < [Fe/H] < -1, а именно, [O/Fe] растет с понижением [Fe/H]. Для звезд с -1 < [Fe/H] < +0.2 изменения [O/Fe] малы. Уточненная зависимость [O/Fe] - [Fe/H] может использоваться для тестирования моделей химической эволюции Галактики.