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采用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法，优化了费托合成过程中可能存在的CO、H2、CHO、COH、CH2O、CH2OH等反应物与中间体的结构，得到了其能量和前线轨道能级，发现尽管这些反应物与中间体的结构与能量存在较大差别，其HOMO和LUMO前线轨道能量均在-0.5au～0.6au之间.优化了Ru、Co、Fe、Ni、Rh等常用金属单质催化剂的晶胞参数，得到了其能带结构和电子态密度分布，并对能量在-0.5au～0.6au之间的电子态密度进行了积分，发现Ru在该能量区间的电子几率密度最高，明显高于Co、Fe、Ni、Rh等其他金属催化剂的电子几率密度，首次提出这是金属Ru具有较高费托催化活性的内在原因.并通过比较Fe和Fe5C2以及金属Co与Co15Ru合金在-0.5au～0.6au能量区间的电子几率密度，进一步确认了上述判断的合理性.