超硬材料由于其硬度大而被广泛地应用于工业生产中,如切割、研磨和模具等。此外,它们还具有很多其它优异的物理性能,如高的热导率、折射率和化学稳定性。因此,一直以来,超硬材料的研究都是一个热点问题。过渡金属锇具有很大的体弹模量,然而,它的硬度却很小。但是,如果金属锇中掺杂一些轻原子(如硼、碳、氮、氧),锇原子就会与这些轻原子形成共价键而转变为很硬的材料。对这些材料的研究,对于探索新型超硬材料具有重要的指导意义。本工作基于密度泛函理论,应用第一性原理对金属锇及其硼、碳、氮、氧化物的电子结构进行了系统地理论研究,并且得到了如下创新结果:(1)发现了过渡金属锇的大体弹模量是由它的大内聚能和成键临界点处高的电荷密度所导致的;(2)根据结构稳定的弹性常数判定标准,判断了常温常压下锇的化合物的稳定性;(3)依据能带填充理论,通过对锇的化合物的电子结构的分析,比较出它们在不同结构下的相稳定性,并且通过对其成键行为的分析,发现这些化合物中的化学键同时具有共价性、离子性和金属性;(4)我们同时运用两种不同的硬度计算方法从理论上首次计算出了锇的化合物的硬度,两种计算结果符合得较好,这为从理论上进一步探索新型超硬材料奠定了基础。