前言
团簇是指几个乃至上千个原子、分子或离子通过一定的物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，团簇是介于原子、分子与宏观固体物质之间的物质结构的新层次，是各种物质由原子分子向大块物质转变的过渡状态。

它的很多新的物理、化学现象日益引起人们的兴趣，对团簇的研究是新材料设计以及研究凝聚态物质性质和特征的一项重要课题[1-9]，在大块凝聚态物质的特征、化学吸附以及固体表面反应、燃烧机理、晶体生长、催化等领域的研究中被广泛应用[2-16]。

团簇科学起源于19世纪中叶人们对烟雾、云以及碰撞等现象的研究和后来对成核现象的研究。

目前团簇科学研究的几个主要方向是：
（1）研究团簇的组成及电子构型的规律、幻数和几何结构、稳定性的规律；
（2）研究团簇的成核和形成过程及机制，研究团簇的制备方法、尤其是获取尺寸均一与可控的团簇束流；
（3）研究金属、半导体及非金属和各种化合物团簇的光、电、磁、力学、化学等性质，它们与结构和尺寸的关系，及向大块物质转变的关节点；
（4）研究团簇材料的合成和性质；
（5）探索新的理论，不仅能解释现有团簇的效应和现象，而且能解释和预知团簇的结构，模拟团簇动力学性质，指导实验；
（6）发展新的方法对团簇表面进行修饰和控制。

团簇的研究方法有很多，既有基础实验方法又有理论计算方法。

早期实验方面利用蒸发和热解的方法形成团簇，利用溅射或喷雾的方法可以从表面或凝聚相中获得团簇离子，离子的缔合和生长形成团簇，超声分子束的方法产生团簇。

现在主要通过直接激光气化法来形成团簇；利用团簇的丰度分布来推测团簇结构，偏离丰度分布的结构为“幻数”结构；实验上还采用离子色谱、团簇的光解离或碰撞解离以及团簇与气态小分子的吸附反应等方法来探究团簇的结构以及增长过程。

理论计算方法，基于经验势的，基于半经验方法的，基于量子计算方法的(不带任何经验参数)。

经验势方法是用一组含有参数的解析表达式来描述原子间的相互作用。

近年来提出的势能函数有：嵌入原子模型(EAM)势，Gupta势等。

半经验方法又可分为紧束缚近似(Tight Binding Approximation)和半经验量子化学(Semi-Empirical Quantum Chemistry)方法。

量子计算方法主要包括：Hartree-Fock方法、分子轨道法、密度泛函理论(DFT)等。

从1980年开始，氧簇分子被高度重视，基于作为高能量密度材料良好性能，主要借助量子力学计算手段对分子的结构和性质进行研究。

2007年凌琳等人已经通过实验的方法研究了Mn2Ca双金属簇合物研究表明其具有明显的恢复去锰PSII 的电子传递和放氧活性的能力, 并且比MnCl2更高的光组装效率。

Mn2Ca双金属簇合物中Ca与Mn原子之间的羧酸酯桥的连接方式可能有利于水氧化复合物(WOC)的光组装及锰簇的稳定。

2011年盖志刚等人，选择B3L YP/6-311G*的方法和基组研究了Si n C2N(n=2~6)基态和亚稳态团簇的几何结构、自选多重态及基态能量和热力学性质。

振动频率和振动强度被用来判
断体系的稳定结构。

随着Si原子数增加，零点振动能、热容量和熵成线性增长。

能量的二次差分值表明n为奇数的Si n C2N团簇比为偶数的更稳定。

过渡金属团簇在表面吸附、化学催化与磁性等方面，过渡金属团簇有着十分重要的应用。

对于这些团簇的结构、化学键和热力学性质的研究对于一些基本科学问题以及过渡金属化合物应用都有重要的作用。

近年来对于这些团簇的实验研究获得了大量的信息，但很多实验的结果需要结合理论计算进行分析才能获取对这些团簇信息的深入理解。

过渡金属团簇未充满的3d电子局域化行为造成了这种团簇几何结构的复杂性，而正是这些未充满壳层中d电子主宰了它们的奇特性质。

锰簇合物作为过渡金属团簇一个非常引人注目的研究领域。

这首先是由于锰在生物体系中的广泛存在，如超氧化物歧化酶包含单核Mn的活性中心，而光合系统11(Ps)的放氧复合物则包含四核Mn的活性中心。

对Psll系统的放氧活性中心的研究近年来已成为生物、生化以及化学模拟研究的热点。