Освоена методика моделирования и проведения кластерных расчетов комбинированным (QM/MM) методом ONIOM на примере нанокластера Ti26O52, имитирующего анатазную (001)-поверхность. Разработана и апробирована методика проведения квантово-химических расчетов для изучения механизма молекулярной и диссоциативной адсорбции простых молекул (H2O, NH3) на поверхности нанокластера Ti26O52. Получены равновесные геометрии молекулярной и диссоциативной адсорбции H2O на анатазной (001)-поверхности TiO2. Согласно ONIOM (B3LYP/6-31G**:UFF) расчетам, молекула H2O на анатазной (001)-поверхности нанокластера Ti26O52 диссоциирует спонтанно (без активационного барьера) с энергией диссоциативной адсорбции равной -54.77 ккал/моль. Расчет колебательных частот диссоциативно адсорбированной молекулы H2O на анатазной (001)-поверхности TiO2 дает значение 3681 см-1 валентного колебания O-H. Все полученные результаты хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными и расчетными данными. Получены равновесные геометрии молекулярной и диссоциативной адсорбции NH3 на той же поверхности, геометрия переходного состояния, а также проведена оценка активационного барьера для диссоциативной адсорбции NH3. Согласно ONIOM (B3LYP/6-31G**:UFF) расчетам, диссоциативная адсорбция NH3 на анатазной (001)-поверхности нанокластера Ti26O52 оказывается энергетически более выгодной, чем молекулярная (-36.63 ккал/моль против -25.42 ккал/моль). При этом она протекает с активационным барьером, равным 3.48 ккал/моль (0.15 эВ). Рассчитанные величины колебательных частот молекулярно и диссоциативно адсорбированной молекулы NH3 на анатазной (001)-поверхности TiO2 попадают в диапазон экспериментально определенных значений.