本文根据价键优选法，采用第一原理密度泛函分子动力学方法系统的研究了二三周期元素小团簇（直到四原子为止，部分特殊体系到六原子）的几何结构，电子结构和结合能等性质。从分子轨道波函数的角度对不同元素进行比较，深入的理解了二三周期元素小团簇的价键关系。虽然文中只计算到四原子团簇为止，但是已有的结果已经可以初步解释二三周期同族元素间的差异，并且揭示了部分元素小团簇和大块物质之间的联系。这些对小团簇价键关系的理解是今后建立基于第一原理的紧束缚方法物理参数的基础。由于紧束缚方法的计算量比密度泛函方法小2-3个量级，价键优选法如采用基于第一原理的紧束缚方法会取得更大的效果。为了展示了紧束缚方法的强大威力，我们采用一套针对纯碳有效的紧束缚方法研究小直径单壁碳纳米管弯曲时的形变过程，精确的描述了弯曲形变时C-C键断裂和纳米管断裂过程中原子层次的运动。