采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,使用Dmol3程序软件包对中性Cu11X2(X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn混合团簇进行系统的计算研究。主要内容及结论如下:(1)Cu11Sc2混合团簇的基态结构为双六角单锥结构;Cu11X2(X=Ti、V、Cr、Mn、Fe)团簇的基态结构为二十面体中心原子及表面原子替代密堆积构型,对四种高对称性(Ih、Oh、D5h、D3h)密堆积替代结构,包含中心原子替代构型相较双表面原子替代构型均具有能量上的明显优势;Cu11Co2、Cu11Ni2和Cu11Zn2团簇的基态构型与纯Cu13团簇基态结构相类似。我们推测,掺杂团簇Cu11Co2、Cu11Ni2及Cu11Zn2基态结构为无序松散构型的原因是由其特殊的电子结构所导致(而非来源于几何结构效应),而几何结构因素对掺杂团簇Cu11X2(X=Ti、V、Cr、Mn、Fe)的基态结构具有明显影响。(2)混合团簇Cu11X2(X=Sc、Co、Zn)出现明显的近基态同分异构现象,而Cu11X2(X=Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni)均无近基态同分异构现象。相较纯Cu13团簇基态及单原子掺杂团簇Cu12X基态,掺杂团簇Cu11X2基态结构的结合能、能隙及磁矩普遍有所增加。体现出杂质原子数目的增加有利于提高团簇的稳定性和增强团簇磁性。(3)Sc、Ni、Zn替代的掺杂结构,其磁矩与团簇结构对称性体现出正常依赖关系(低对称性对应低磁矩)。而对于其它掺杂结构团簇,普遍存在磁矩与团簇结构对称性的反常依赖关系(高对称性对应低磁矩、低对称性对应高磁矩),体现出团簇磁性与团簇几何结构及电子结构的复杂依赖关系。