随着科学技术的发展，对矿物材料性能的研究越来越深入。本文主要采用量子化学方法中的各种理论计算方法对多种矿物（磷灰石、金刚石、绿松石、方解石、电气石）的表面化学性质及结构性能进行说明，并对这些性质在实际应用中的功能进行了一定地探讨。通过对各种矿物的性能进行大量的理论计算，发现量子化学计算的结果能很好的反映各类矿物的结构性能。 在对磷灰石的表面分子簇进行的多项计算和对计算结果进行的比较中，其结果很好的表现了磷灰石的矿物表面具有一定的活性，与此同时通过理论计算也很好地说明了磷灰石矿物表面活性在不同的结晶位置具有一定的差异性。 在本次研究中分别对金刚石的八面体{111}面、立方体{100}面和菱形十二面体{110}面进行了量子计算，得出了一些相关的数据。对比数据可以知道，在金刚石八面体{111}面上单原子能量最大，原子间所形成的共价键键能最强，所以在该面上物理化学性质最为稳定。 在对绿松石分子簇结构的前线分子轨道进行分析的基础上，还应用了量子化学计算中对结构进行优化的方法对Zn绿松石、Cu绿松石和Fe绿松石表面吸附水的性能进行了研究，其计算的结果表明Zn绿松石表面不宜吸附水分子，而Fe绿松石表面吸附水的性能相对最强。 由于环境问题日益受到人们的关注，在本次研究中还有针对性的对方解石表面分子簇结构吸附环境污染物的机理进行了量子化学的计算并对计算的结果进行了一定的探讨。在本次研究中，采用了量子化学计算中的B3LYP方法以及6-311++G（3df，2pd）基组进行理论计算，其结果能很好的反映方解石表面分子簇结构吸附环境污染物的情况，为阐明方解石表面分子簇结构吸附环境污染物的机理提供了理论基础。 在对电气石结构内部[BO₃]^3-振动光谱的量子化学研究中，首先在应用多种量子化学计算的方法对电气石分子簇的结构进行数据比对和分析的基础上，发现采用密度泛函B3LYP方法及6-311++G（3df，3pd）基组的结果较接近实际值，同时通过对多种计算方法的结果进行的多元数据回归统计分析也证实采用B3LYP方法及6-311++G（3df，3pd）基组的结果较为科学合理。然后针对电气石结构复杂的特点，在本研究中还采用了“冻结”计算技术对电气石结构中的[BO₃]^3-振动光谱进行了量子化学计算的理论。通过与多份文献材料及与实验测试的电子振动光谱的结果进行比对，发现量子化学计算方法能非常好的解释实验现象和为深入研究电子振动光谱的振动类型提高更为科学的手段。