A quantum chemical calculations and natural bond orbital (NBO) analysis at the B3P86/6-311+G(d) level of theory are carried out for the Si3M (M=Sc-Zn) cluster series, allowing to identify geometrical structures, stability and revealing the nature of their chemical bondings. All of the clusters exist in three structural forms at different spin states. The global minima of most clusters are 3M-1. Three exceptions happening for M=Ti, Co, Ni. The Si3Co and Si3Ni clusters have the global minima of 3M-3. Remarkably, the Si3Ti cluster has the lowest-energy isomer of 3M-2 and it is also the most stable cluster in the series due to its stable electronic structure and highest Si-Ti bond order. There is an electron transferring from AO-4s of M to silicon frame. The NBO analysis results in a polar covalent nature of the Si-M bonds which are mainly formed by the overlap between AO-3d(M) and AO-3s, 3p of Si atoms. The qualitative analysis of the MOs fi nd that the Si-Ti in Si3Ti is of sigma and pi bond.Nghiên cứu hóa học lượng tử theo phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) và phân tích obitan tự nhiên NBO ở mức lý thuyết B3P86/6-311+G(d) đối với dãy cluster pha tạp Si3M (M=Sc-Zn) cho phép xác định cấu trúc, độ bền và hiểu rõ bản chất liên kết hóa học của chúng. Cluster Si3M tồn tại ở 3 dạng cấu trúc hình học với một số trạng thái spin. Hầu hết cluster Si3M bền nhất ở dạng 3M-1, riêng Si3Co, và Si3Ni có đồng phân bền nhất ở dạng 3M-3. Đáng chú ý, Si3Ti bền nhất dạng 3M-2 và cũng là cluster, bền nhất trong dãy do có cấu hình electron bền và bậc liên kết Si-Ti cao nhất. Trong các cluster này có sự chuyển điện tích mạnh từ AO-4s của M sang khung silic.