Виконані квантовохімічні розрахунки (метод ТФГ, B3LYP, 6-31G**) рівноважної просторової будови АК молекул О2 і Н2О на кластерах, які моделюють грані 111 і 100, дозволили визначити енергії утворення сформованих при цьому проміжних сполук і активаційних бар'єрів переходів між ними. Встановлена екзотермічність утворення (з урахуванням енергій активаційних бар'єрів) всіх проміжних структур, що відображає лавиноподібне окиснення поверхні кристалічного силіцію під дією молекулярного кисню або води. Атоми кисню, які виникають після розпаду адсорбованої молекули О2, утворюють на поверхні розглянутих кластерів Si-O-Si містки, що примикають до одного атома силіцію, і які є центром атаки наступної молекули кисню, що може бути доказом острівкового характеру окиснення граней Si(111) та Si(100). Розраховані в гармонічному наближенні частоти й форми нормальних коливань атомів адсорбційних комплексів і поверхневих сполук, до складу яких входить атомарний або молекулярний кисень, а також співставлення в тих випадках, коли це можливо, з експериментальними даними, дозволили встановити їхню істотну відмінність від частот коливань атомів кисню, які захоплюються в міжвузлях кристалічної ґратки в процесі одержання зразків силіцію. Показано, що положення смуг у розрахованих спектрах, насамперед, залежить від хімічного оточення атомів кисню, а в другу чергу, визначається структурою кристалічної грані. Доведено, що врахування триплетного основного стану молекули О2, яка атакує грань Si (111), має важливе значення для правильного опису її взаємодії не тільки з поверхнею кристалічного силіцію, але й з будь-якою твердофазною поверхнею. Встановлено, що молекула О2, знаходячись на відстанях більше 0,35 нм від кластера 111, перебуває в триплетному стані й орієнтована перпендикулярно його поверхні. При досягненні відстані 0,35 нм в молекулі О2 під впливом поверхні відбувається триплет-синглетний перехід, вісь молекули розташовується паралельно поверхні й подальша еволюція системи "кластер 111+О2" відбувається уздовж кривої, що описує синглетний стан молекулярного АК 111oО2. Розрахунки рівноважної просторової будови моделі ПУ на поверхні пористого силіцію, розподілів молекулярного електростатичного потенціалу й модуля напруженості електростатичного поля дозволили зробити висновок, що в околі ПУ напруженість полів досягає таких значень, які разом із зовнішнім лазерним випромінюванням значно полегшують іонізацію попередньо адсорбованих молекул органічних речовин. На прикладі молекули піридоксину з'ясований механізм утворення в умовах лазерної іонізації/десорбції на поверхні пористого силіцію протонованих молекулярних іонів і дана теоретична інтерпретація мас-спектра фрагментних іонів.
