MgO作为常见的金属氧化物,非常适合用于基础应用研究。而掺杂是调节金属氧化物纳米颗粒物理化学性质的重要方法。本项研究采用溶胶凝胶法制备了过渡金属（Fe、Co、Ni、Cu、Zn）掺杂MgO样品。利用XRD、SEM、激光拉曼等表征手段对煅烧后样品的晶粒形貌结构成分进行了分析。Fe掺杂的MgO在1000℃下煅烧2.5 h、5 h、7.5 h、10 h,发现产物为MgO和Fe3O4。随着煅烧时间的升高,样品的晶粒是从一种饱满的颗粒状逐渐的变大并发生团聚现象,同时对应的衍射峰强度也有所增加。Co、Ni、Cu、Zn掺杂MgO在800℃下煅烧10 h,产物为MgO和掺杂元素的氧化物。它们的晶粒形貌呈现圆球状,分布均匀。但在Zn掺杂MgO中,它的晶体形貌成薄片状,而且有断层现象。说明了不同过渡金属离子掺杂,会对MgO颗粒的尺寸和形态造不同程度的影响。利用PBE泛函理论研究了FeMgn-1On和Fe2Mgn-2On（n=1-8）团簇的结构、电学性质和磁性。基态Fe2Mgn-2On团簇表现出一种折衷性,即Fe原子倾向于表现出最少的配位数并相互接近。Fe原子的取代提高了MgnOn团簇的结构稳定性。Fe O、Fe Mg4O5、Fe2Mg2O4、Fe2Mg5O7团簇的化学稳定性要高于相邻的团簇。Fe Mgn-1On和Fe2Mgn-2On团簇中的Fe-O键显示共价键特性。在Fe O、Fe MgO2、Fe Mg2O3、Fe Mg4O5、Fe2O2、Fe2MgO3和Fe2Mg3O5团簇中,Fe原子保持更高的自旋密度,其余团簇中Fe原子（几乎）为零。利用PBE泛函理论研究了过渡金属（TM）掺杂Mg9O9管状团簇的结构、电学性质和磁性。结果表明,Sc Mg9O9和Ni Mg9O9比其它TMMg9O9团簇结构更稳定。Sc原子取代了Mg9O9团簇边缘位置的Mg原子,Ni原子倾向于占据位于Mg9O9团簇一侧的Mg-O键的桥位。VMg9O9和Fe Mg9O9比其它TMMg9O9团簇具有更高的动力学活性。基态TMMg9O9团簇的TM原子自旋密度最大值出现在Mn处。用PBE泛函理论研究了过渡金属（TM）原子吸附Mg12O12团簇的结构、电学性能和磁性。结果表明,所有TMMg12O12团簇均具有镜像对称性。Sc Mg12O12、Mn Mg12O12、Zn Mg12O12、YMg12O12、Pd Mg12O12、Cd Mg12O12、Lu Mg12O12和Hg Mg12O12团簇的动力学稳定性高于与其相邻TMMg12O12团簇。TMMg12O12团簇的PDOS分布仍然是局域化的,说明σ-键保持不变。TM原子吸附Mg12O12团簇的最大自旋密度值在Ti、V、Cr、Mn、Fe和Tc处。