能源的开发与环保问题越来越受到世界各国的关注。氢能是非常具有发展潜力的清洁能源之一,改善氢化物的储氢性能是新能源领域的重要研究邻域,开展相关理论研究迫在眉睫。研究表明,金属氢化物可作为能量储存材料,而且当氢进入金属体相后,金属的磁性、超导性等一些性质将会发生改变。为此,金属-氢体系的研究已成为近来最具影响力的研究领域之一,具有较强的现实应用价值。密度泛函理论已在凝聚态电子结构计算中成为主要的工具。在近几十年的时间中,关于氢在金属和其它固体中物理性质的基于密度泛函理论的第一性原理计算已经得到广泛的研究。本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理研究方法,对氢原子在面心立方结构过渡金属钯原胞中的扩散性质进行了研究。首先,我们研究了氢原子在面心立方结构过渡金属钯中的间隙位置的嵌入能以及沿着不同路径扩散时的活化能。计算结果表明,氢原子最稳定的嵌入位置是八面体间隙位置,氢原子次稳定存在位置是四面体间隙位置,其嵌入能分别是-2.4346eV和-2.1283eV。通过计算最稳定的八面体间隙位置之间扩散时不同路径的活化能,我们得出氢原子在过渡金属钯中最可能的扩散路径是八面体间隙位置-四面体间隙位置-八面体间隙位置(O-T-O)的间接扩散路径。其次,我们研究了氢原子在面心立方结构的过渡金属钯原胞中扩散时的磁矩和电子结构。发现在两条直接的八面体间隙位置-八面体间隙位置(O-O)扩散路径中,磁矩变化完全相同,即八面体间隙位置磁矩最大,而鞍点位置磁矩最小。在间接扩散路径中可得出同样的结论,只是鞍点位置有两个,对称的分布在八面体间隙位置和四面体间隙位置之间,相应的四面体间隙位置的磁矩是个局域的极大点。磁矩的大小主要取决于氢原子和钯原子之间的距离。同时,我们给出了氢原子位于几个特殊位置时的态密度分布,结果表明,费米能级附近的态密度主要来源于钯原子的4d电子,金属钯中加入氢原子后在-10.0eV到-6.0eV能量范围内出现了明显的态密度分布,而且单个氢原子在金属Pd中沿着O-T-O路径扩散时,在鞍点位置和四面体间隙位置的态密度峰值最大,与O-T-O扩散路径是最可能扩散路径的结果一致。最后,我们研究了在过渡金属钯原胞内加入一个氢原子时体系的磁矩随原胞体积的变化关系。结果发现当氢原子在过渡金属钯的八面体间隙位置时,体系出现了“磁致伸缩”效应,即随着原胞体积的变化,磁距有“低磁距-小体积”到“高磁距-大体积”变化的规律。当氢原子位于过渡金属钯的四面体间隙位置时,随着原胞体积的增加,钯原子的磁矩没有明显的变化,这与过渡金属钯中磁矩随原胞体积的变化关系一致。而且,最近邻的钯-氢原子的间距越小,体系的磁距也越小；最近邻的钯-氢原子的间距越大,体系的磁距也越大。