随着团簇研究的不断深入，金属团簇和小分子气体相互作用的研究越来越受到人们的广泛关注。小分子气体对于金属团簇的结构和性质都有一定的影响。因此，人们期望从理论上揭示金属团簇和小分子气体相互作用的形成机理和稳定性规律，为这些团簇化合物的应用提供理论基础与指导。本论文中，我们利用GAUSSIAN09软件计算程序包，采用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法，在充分考虑了自旋多重态的基础上分别研究了M₂NO （M=Sc-Zn）团簇，TinO₂（n=1-10）中性和阴离子团簇的几何结构和电子性质，得出以下结论：首先分析了NO与3d金属二聚体的相互作用，确定了M₂NO （M=Sc-Zn）的基态结构、电子态和频率。计算结果和已有的相关实验或计算结果基本一致。随着元素周期表从左向右，NO分子与3d过渡金属二聚体相互作用的配位形式从侧基（Sc，Ti，V），到半桥基（Cr），再到端基（Mn，Fe，Co，Ni，Cu）。随着元素周期表从左向右，基态结构M₂NO的N-O伸缩振动频率逐渐增大，而N-O键长逐渐减小。其次研究了Tin团簇与O₂分子的相互作用。计算结果表明，两个氧以分离的原子状态吸附在金属团簇的表面，呈现出以一个钛原子为中心的O-Ti-O的相邻吸附形式。中性团簇和阴离子团簇的能量最低结构相似，但是阴离子团簇能量更低。稳定性分析表明TinO₂具有很高的稳定性，特别是TiO₂和Ti₇O₂。基于最低能量结构，讨论了团簇的电子结构和磁性，发现电子从Ti原子向O原子转移，Ti-3d、Ti-4s和O-2p呈现强的轨道杂化。磁性团簇中反铁磁序占据主导，磁矩主要来源Ti-3d电子的贡献，而两个氧原子的贡献非常小。