金属或金属团簇与有机分子的气相反应被认为是研究非均相催化体系机理的理想模型，并且金属团簇与有机分子形成的模型复合物也是金属有机化学关注的热点。二元团簇尤其是含第Ⅳ、Ⅴ主族元素的二元合金团簇的几何构型和电子结构无论是在理论认识方面，还是在材料科学等应用领域都具有重要意义。本论文开展了以上两方面的工作，着重对金属团簇与芳香性有机分子(苯、吡啶)在气相中的反应特性、产物结构；对第Ⅳ、Ⅴ主族元素之间二元团簇的形成、组成、分布和结构进行了研究和探讨。　　 在第一章中对团簇科学，当今关于团簇的基本实验方法和理论计算方法作了介绍。　　 第二章介绍了本论文工作中用到的反射式飞行时间质谱仪和光电子能谱仪装置及其原理。　　 第三章和第四章中，用实验室自行研制的高分辨反射式飞行时间质谱和负离子光电子能谱，结合密度泛函理论研究了激光溅射产生的贵金属(Ag,Au)团簇与苯，重金属(Pb、Bi)团簇与苯、吡啶反应生成的苯基金属团簇复合物、吡啶基金属团簇复合物的几何构型、电子结构及成键。结果表明，苯基、吡啶基配体以σ键与金属团簇结合形成了产物复合物。实验和理论相结合还得到了这些团簇复合物的电子亲合势数据。在第五章中研究了过渡金属(Sc，Ti，V，Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Ag，Au，Pt)与吡啶在气相中的反应，正离子产物主要为金属/吡啶分子吸附产生的复合物，而金属团簇负离子和吡啶的反应产物及其分布与金属的价层电子结构有关。　　 由于第Ⅳ、Ⅴ主族元素的重要性，在第六章中系统地研究了第Ⅴ主族重金属元素Bi和第Ⅳ主族元素Si，Ge，Sn之间二元团簇的形成、组成和分布，发现BiM4-(M=Si，Ge，Sn)，Bi3Sn6-幻数峰的存在。用密度泛函理论计算得到了小尺寸团簇负离子BimMn-(M=Si，Ge，Sn；m+n≤6)的最稳定能量的构型，它们的基态构型都处于最低电子多重度，和纯的半导体团簇规律一样。计算得到的垂直脱附能和键合能数据验证了BiM4(M=Si，Ge，Sn)的稳定性，与实验结果BiM4的幻数峰一致。　　 在第七章中结合飞行时间质谱、碰撞诱导解离实验结果和密度泛函理论对第Ⅳ、Ⅴ主族最重要的两个元素碳氮之间形成的二元团簇系列C2nN7-的结构和稳定性作了研究，发现平面双环芳香性结构是最稳定构型，且C8N7-的构型和腺嘌呤的结构类似。本工作使含多个氮的碳氮二元团簇的研究向前迈进一步。