本论文共分四部分内容。 第一章综述了人们近期在氧化硅表面实验、计算和吸附等方面所做的研究工作和成果，简单总结了人们对过渡金属团簇的研究进展。 第二章较详细地介绍了分子动力学、第一性原理分子动力学和密度泛函理论的理论基础和方法。 在第三章中，我们采用第一性原理方法，计算了氧化硅表面上几种金属原子的吸附性质。在无机纳米材料合成中，人们发现当采用介孔氧化硅为硬模板剂合成金属氧化物纳米阵列时，不同的金属离子所得到产物的品质是不一样的，有些金属如铟、镓，它们的氧化物纳米阵列致密有序，而有些金属如镍，它的氧化物纳米线散碎，不成阵列。为此，我们从晶体Si02表面模型出发，研究了Si02-羟基表面上几种金属原子的吸附性质，发现In和Ga在Si02-羟基表面上的结合很弱，而Fe、Co、Ni在表面上与Si和O形成较强的化学键。势能面和扩散势垒计算结果表明，In(Ga)的扩散激发能也很低，说明In(Ga)可以在Si02表面上扩散很快，有可能易在介孔氧化硅孔道中迁移并集聚形成有序的纳米线阵列，而其它的3d元素Fe、Co、Ni与其表面结合较强，很难在表面上扩散，因而难以形成有序的纳米线。这些结果可以定性地解释纳米材料合成中的一些实验现象。 在第四章中，主要介绍关于镍团簇的结构和磁性研究结果。过渡金属团簇的电子结构，磁学性质与团簇尺寸大小有着非单调的变化，这种有趣的奇异特性有着潜在的技术应用前景，近年来受到人们的广泛关注，且相关的研究和应用都取得了很大的进展。但镍团簇的磁矩理论计算与实验值一直存在较大的差异。我们从经典势预言的结构出发，采用第一原理方法优化了Nin团簇的结构，并得到了其电子结构和磁性。计算结果表明，团簇大小从10到18是二十面体生长模式，其中，Nil3是标准的二十面体；从19到26是多二十面体生长模式，其中，Nil9是St--十面体；从27到40团簇没有什么有序结构；从41到60又是二十面体生长模式，并且有一个完全的13原子的二十面体内核。我们计算的自旋磁矩的变化趋势与实验的非常一致，每个原子的磁矩随着团簇尺寸的增加而减小，趋向于固体磁矩0．61№，在减小的过程中，磁矩会上下波动，出现最大值和最小值。在Nil3出现磁矩的最低点0．62tB。从微观上揭示了镍金属团簇磁矩的变化规律，发现理论计算结果与实验结果符合得相当好。