本文采用含超软赝势平面波方法的第一性原理对小分子在金属及合金表面的吸附和高压下铱基合金的结构、电子性质、弹性性质和热力学性质进行了相关研究。首先,采用含超软赝势平面波方法的广义梯度近似(GGA+DFT)密度泛函理论对一氧化氮在纯金属(Pt(111)和Pt(100))和合金(Au/Pt(111)和Au/Pt(100))表面的化学吸附。不同的成分和不同的晶面能产生不同的催化效果。NO倾向于吸附到更多Pt原子的位点,Au原子取代顶层Pt原子可影响NO在表面的吸附能和金属顶层原子的d带中心。随着顶层金原子数的增加,d带中心逐渐远离费米能级,吸附能也逐渐降低。且当顶层Au的浓度相同时,Au/Pt(100)比Au/Pt(111)面呈现更好的活性。根据对电子性质的分析,NO与金属之间的相互作用主要是来源于5σ/2π*与d轨道的杂合。其次,采用第一性原理探讨了H2S在纯金属(Pd(111)和Au(111))和合金(Pd/Au(111)和Au/Pd(111))表面的吸附和解离。H2S趋向于吸附在顶位,HS吸附于桥位,S和H原子在fcc位最稳定。比较含硫碎片、氢在金属表面的吸附,出现相似的吸附能趋势:Pd/Au(111)>Pd(111)>Au(111)>Au/Pd(111)。H2S在Pd(111)和Pd/Au(111)表面两步都为放热反应,而在Au(111)和Au/Pd(111)表面为吸热反应,H2S的解离在Pd/Au(111)表面上最易发生。随着d带中心远离费米能级,吸附能就降低。根据局部态密度分析,Pd/Au(111)里层的Au原子能加大顶层原子的d带强度,然而Au/Pd(111)里层的Pd原子却产生相反的影响。通过更详细的电子性质,可得到H2S与金属表面的相互作用。第三,运用第一性原理对不同压力下的Ir3Zr的结构、弹性和电子性质进行研究。晶体的晶格常数和体积随压力的增加而减小。随着压力升高到45GPa,弹性常数Cij、体积弹性模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比?、各向异性因子A和德拜温度TD成直线上升的趋势。并且,B/G值也随压力增加而增大,表明高压能提高晶体的延展性。在零压下,Ir3Zr表现为脆性,当压力升高到10GPa时,柯西压力和B/G的结果都表明Ir3Zr表现为延展性。分析高压下的态密度、Mülliken电荷和键长。最后,采用第一性原理探讨了L12结构的Ir3Nb和Ir3V在高压下的结构、弹性性质。计算晶体的晶格常数和弹性模量与实验和其他理论研究相一致。Ir3Nb和Ir3V弹性常数(C11,C12,C44)表明在高压下的结构稳定。柯西压力和B/G可表明Ir3Nb和Ir3V的本征是脆性,但当压力升高到45GPa,Ir3Nb和Ir3V由脆性转化为延展性。通过准谐德拜模型,预测了Ir3Nb和Ir3V的相对体积、体积模量、热膨胀系数、热容和德拜温度随压力(0-50 GPa)和温度(0-1200 K)的变化。