水在自然和生活环境中无处不在,水的浴剂效应在很多物理、化学、生命现象中都扮演着重要的角色。研究相关团簇体系的结构和性质是认识问题本质的重要方案。本论文着重对过渡金属氧化物与水的相互作用以及盐类在水中溶解的微观机理进行了研究和探讨。主要工作如下:　　 (1)ConO-(n=1-3)和水的相互作用　　 我们利用光电子能谱实验技术结合密度泛函理论计算方法,研究了ConO-(n=1-3)和水的相互作用。发现钴的单氧化物和第一个水分子作用时,生成最稳定的结构Con(OH)2-(n=1-3)。很有趣的是Con(OH)2-(n=1-3)和更多的水分子作用过程中,始终作为一个单元保持了结构的完整与稳定。　　 (2)TiOn-(n=1-2)和水的相互作用　　 将负离子光电子能谱和密度泛函理论计算结合起来研究了TiOn-(n=1-2)和水作用后的结构稳定性及其溶剂化行为。发现TiO-和第一个水分子相互作用后生成两种结构,分别是双羟基结构Ti(OH)2-和水合金属氧化物TiO(H2O)-,而和更多水分子作用时Ti(OH)2-保持了结构的整体性。TiO2-和第一个水分子反应后的最稳定结构形式是TiO(OH)2-,而和前两个水分子作用后的最稳定结构形式是Ti(OH)4-,特别是Ti(OH)4-在和更多的水分子作用过程中始终保持为一个完整的结构单元。　　 (3)ScOn-(n=1-2)和水的相互作用　　 利用负离子光电子能谱研究了ScOn-(n=1-2)和水的相互作用,并结合密度泛函理论计算分析了和水作用后的稳定结构。发现ScO-和第一个水分子相互作用后有两种结构同时存在,其中一种是Sc(OH)2-,而另一种结构中的一个OH基团散裂成H、O原子直接吸附在Sc上。8cO2-和水相互作用的物理化学行为和TiO2-的表现相似,和一个水分子反应生成最稳定结构ScO(OH)2-,和两个水分子作用生成结构单元Sc(OH)4-,而且Sc(OH)4-在和更多的水分子作用过程中,始终都作为一个完整的结构单元存在。　　 (4)LiI和CsI在水中溶解的微观机理　　 通过光电子能谱实验技术和从头算相结合,研究了LiI和CsI在水中溶解的微观机理。发现,LiI-,CsI-和前两个水分子相互作用时,Li-I,Cs-I的距离变化不大,而当水分子增加到三个时Li-I,Cs-I的距离突然增到很大,结构呈现溶剂隔离的形式;很有趣的是,负离子CsI-和五、六个水分子作用时,Cs和I的距离又有显著回落,只比无水CsI-中的Cs-I距离略长。中性LiI在结合前四个水分子时,Li+I-都是以紧密离子对(CIP)存在,当水分子数目增加到五、六个时,则以溶剂隔离离子对(SSIP)存在;CsI在结合前六个水分子时,Cs-I距离一直缓慢增加,Cs+I-始终以紧密离子对结构形式存在。　　 (5)ConO-和ConOH-(n=1-3)团簇的光电子能谱和理论研究　　 通过测量ConO-和ConOH-(n=1-3)团簇的光电子能谱结合理论计算确定了各团簇的稳定结构,进行了电荷和磁性分析,发现各团簇的光电子能谱主要由Co的3d电子贡献。　　 (6)小尺寸VmOn+团簇的激光光解　　 利用质谱和激光光解的实验手段研究了小尺寸VmOn+团簇的激光光解行为光谱,并结合理论计算确定了各团簇的最稳定结构。通过对光解效率、解离能(BDE)的分析,确定了最可能的解离通道。