过渡金属硫化物在生物化学和工业催化上的重要性引起了广泛的研究兴趣。在生物化学上，过渡金属硫化物起到了特殊的作用，因为不同的金属硫化物在一些金属酶里面形成了活性中心。过渡金属氧化物在工业很多方面上被用做多用途的催化剂，但对有些反应其活性太高得不到预期的产品。相反，过渡金属硫化物作为催化剂反应活性低、不容易中毒显示了很高的选择性。实际上，“过渡金属化学”一直是实验和理论研究非常活跃的领域。　　 本文采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法，通过比较选择合适的基组研究了气相中过渡金属硫化物阳离子MS+（M=Fe、Co、Ni）的基态及低激发态与小分子COS的反应。通过理论计算，我们得到了可能的反应机理及它们的活性，这些计算结果与本周期靠前的过渡金属硫化物MS+（M=Sc、Ti、V）与COS的反应做了比较。　　 本论文分为五章。第一章概述了量子化学从头算理论、密度泛函理论及过渡金属化学计算。第二章简要介绍了过渡金属硫化物的研究进展和研究现状。第三、四和五章分别介绍了FeS+（6∑+和4Φ），CoS+（5△和3∏）以及NiS+（4∑—和2∏）和COS反应的理论研究。　　 我们对FeS+（6∑+和4Φ）、CoS+（5△，3∏）和NiS+（4∑和2∏）与COS气相反应的理论研究，发现了三种主要的反应通道：氧硫交换反应（MS++COS=MO++CS2），氧转移反应（MS++COS=MSO++CS）和硫转移反应（MS++COS=MS2++CO）。我们还得到FeS+/COS和CoS+/COS体系的氧硫交换反应的能垒都比MS+（M：Sc、Ti、V）/COS的高很多，而NiS+/COS体系的氧硫交换能垒比MS+（M=Sc、Ti、V）/COS的低，这三个体系的氧转移反应的能垒都比较大。另外FeS+/COS和CoS+/COS体系的硫转移反应都是有能垒的为100kJ/mol左右，和MS+（M=Sc、Ti、V）/COS的相近，而NiS+/COS体系的硫转移反应没有能垒可以自发进行。计算得到MS+（M=Fe、Co、Ni）/COS体系的氧硫交换反应和氧转移反应在高势能面和低势能面上都是很明显的吸热反应，而NiS+/COS体系的硫转移反应在高自旋和低自旋势能面上都是放热反应，CoS+/COS体系在高自旋势能面上是放热反应，低自旋势能面上是吸热反应，FeS+/COS体系的硫转移反应在高势能面上是放热反应，在低势能面上有吸热反应也有放热反应。