氢气是一种理想的燃料。作为重要的工业化学品,由于不生成对环境有害的燃烧产物,氢气是一种公认的清洁燃料。在费托反应和合成氨反应等催化反应中,理解氢原子和高催化活性的Fe（111）表面发生的相互作用对催化反应十分重要。由于这些催化反应的巨大的工业价值和经济意义,过渡金属表面上的氢原子吸附引起了越来越多的关注。基于密度泛函理论（DFT）的周期性平板模型计算已经成为研究原子和小分子在金属表面吸附的有效工具。在本文的研究中,文章首先使用基于DFT的平面波计算方法对体心立方（bcc）的体相Fe原子的结构参数进行测试,以获得合理的优化设置。对Fe（111）表面原胞的周期性平板模型进行了表面优化、参数测试和表面能计算,确定了7层表面平板模型。然后比较氢原子在Fe（111）的刚性表面和柔性表面上的吸附结构,发现金属表面弛豫效应主要集中在表面的上三层原子。同时,发现氢原子在Fe（111）表面的吸附稳定吸附位点顺序为Bridge＞Hcp＞Fcc＞Top。金属表面的弛豫效应对氢原子吸附结构没有显著影响,表面间距和吸附能变化不大。在Fe（111）表面,本论文主要选用三种不同的泛函,并结合了不同的色散校正方法,计算了氢原子在主要四种吸附位的相对能量。发现选用不同泛函和色散校正方法都比较合理,但绘制的扫描曲线对体系的描述有细微区别。这种理解对于未来研究带有可分解氢原子的其它复杂分子的表面催化模型的合理设计至关重要。本论文还采用理论方法研究了5-溴-1,2,3-三嗪的亲核反应机理,讨论了苯酚阴离子和苯酚与5-溴-1,2,3-三嗪的亲核芳香族取代反应（SNAr）机理,认为实际反应路径以苯酚负离子的氧原子攻击5-溴-1,2,3-三嗪的C5位置进行。与有机实验共同证实了5-溴-1,2,3-三嗪与合适的亲核试剂之间发生协同的SNAr反应的可能性。