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铁硫催化剂是煤直接液化过程中最有效的催化剂之一。实验上，人们对铁硫催化剂的催化性质进行了大量研究。然而，对铁硫催化剂的活性相和催化机理至今未得到统一的认识。同时，以铁硫化合物为主的酶在电子转移、生物固氮、新陈代谢等相关生命活动中起着非常重要的作用，因而倍受科学工作者的广泛关注。因催化剂的活性与其结构密切相关，故催化反应的机理是由催化剂的表面结构所决定的。用铁硫团簇作为模型催化剂研究铁硫催化剂的结构和活性关系对设计新型催化剂和理解反应机理具有非常重要的理论指导意义。另外，作为一种重要的过渡金属羰基簇合物，深入认识羰基铁簇合物的成键本质对寻找新的功能材料、高效催化剂和发现新的化学反应具有重要的理论意义和实际意义。 本论文首先通过方法测试选取适合铁硫团簇的最优计算方法。采用九种DFT方法搭配七种基组对FeS0/-、FeS20/-、Fe2S20/-、Fe3S40/-和Fe4S40/-进行了系统的研究。通过对比，发现B3LYP和B3PW91搭配6-311+G*和QZVP基组计算的绝热电子亲和能(AEA)与实验值吻合的最好。用B3LYP/6-311+G*计算的FeS和FeS-基态的电子态为5Δ和4Δ、FeS2和FeS2-基态的电子态为5B2和6A1、Fe2S2和Fe2S2-基态的电子态为1A1和8A、Fe3S4和Fe3S4-基态的电子态为5A"和6A"、Fe4S4和Fe4S4-基态的电子态为1A1和2A1。其中，Fe2S2、Fe3S4、Fe3S4-、Fe4S4和Fe4S4-具有反铁磁性。此外，对团簇的磁性采用自然价键轨道理论(NBO)进行了分析。 其次，采用B3LYP/6-311+G*方法对FenSm(n=1-3，m=1-2n)铁硫团簇的结构、稳定性和磁性进行了研究。结果表明，FenSm(n=2-3，m=1-2n)团簇能量随多重度的变化可以分为高自旋区和低自旋区，且大多数相对稳定的构型都含有菱形的Fe2S2和S-S结构单元。Fe2Sm(m=1-4)最稳定构型均为反铁磁的单重态。Fe3S和Fe3S2最稳定的构型为铁磁性的十一重态，而Fe3Sm(m=3-6)最稳定的构型都为反铁磁的五重态。此外，我们还从热力学上讨论了团簇与H2反应的可行性。 最后，利用B3PW91/TZVP方法计算了Fe2(CO)n(n=1-9)的稳定构型和电子结构。对于配位不饱和的Fe2(CO)n(n=1-8)，研究发现最稳定的结构是CO在Fe2的一端配位，即CO优先吸附在Fe-Fe中的一个铁原子上，形成满足18电子规则的Fe-Fe(CO)4，然后在第二个铁原子上吸附直至饱和。同时，采用原子热力学的方法考察了温度和CO压力对Fe2(CO)n(n=1-9)稳定性的影响。结果表明，低温和高压对高CO配位的构型有利。此外，根据Fe2(CO)n(n=1-9)在不同温度和压力范围的稳定性，绘制了一个Fe2(CO)n随温度压力变化的相图。根据相图，可以确定已有的实验条件下Fe2(CO)n的稳定构型，这也为今后超真空，超低温下的实验提供强有力的理论依据。