团簇与纳米晶是介观尺度材料的两种特殊形式，作为联接原子和宏观固体之间的桥梁受到广泛的关注。团簇的稳定性/反应活性与其元素组成、尺寸大小、电子构型、几何结构、表面电荷分布、环境因素等密切相关。发展多种方法制备团簇新物种对于深入认识物质尺寸/结构与性质之间的关系并进而探索其基础应用具有重要的意义。本论文通过液相法、固相法合成了单分散的水溶性金、银纳米团簇，并围绕这些团簇进行了尺寸调控，以及将其应用于染料荧光调节、离子检测等;同时，以几个典型铝团簇为代表，研究了尺寸依赖的金属团簇与水分子的反应活性。具体研究内容如下:　　1.金属纳米团簇(NCs)由于具有特殊的量子效应以及区别于纳米晶的表面等离子体共振特征，导致其对染料发光的不同调控作用。我们制备了谷胱甘肽保护的水溶性Au25纳米团簇，并在此基础上采用准分子激光辐照的方法破坏纳米团簇的表面保护层结构使其发生聚集进而形成更大尺寸的金纳米颗粒。研究发现，Au25纳米团簇通过形成非荧光复合物的形式使染料发光猝灭，而基于Au25长大的纳米颗粒使染料发光增强。本部分通过探讨金属纳米团簇与荧光分子的相互作用，丰富了荧光淬灭和荧光增强机理的实验依据。　　2.鉴于液相法和固相法在合成金属纳米团簇中的各自优势，我们对这两种方法制备水溶性银纳米团簇进行了比较研究。其中，液相法合成的单分散的水溶性Ag20纳米团簇对铜离子的检测具有很好的选择性和高灵敏度。而固相法也获得了具有较好单分散性的银纳米团簇，且表现出聚集诱导增强的荧光性质。　　3.金属团簇的反应活性研究是团簇化学的研究热点之一，往往单个原子、单个电子的不同便导致团簇反应活性的巨大差异。运用第一性原理计算，我们初步研究了铝团簇与水的反应活性，并重点比较了Al13-vs.Al12-、Al6-vs.Al7-、以及中性团簇Al6 vs.Al6-阴离子团簇的反应活性。研究发现，不仅电子结构，团簇几何结构甚至由其所引起的电荷分布特征对团簇反应活性都有很大的影响。这些研究对于理解基本化学反应机理具有重要意义，也为“精确化学”的发展提供了研究思路。