有機物分子模型
現代有機化學
有機化學是研究碳和它的衍生物的一個化學分支學科。迄今為止，已知的有機化合物已超過500萬種。20世紀以來，有機化學的發展十分迅速，無論是在理論上或是在實踐上，都有重大突破。在有機化合物的結構、化學反應機理、化學鍵的本質與空間構型等方麵都取得了不少研究成果。在有機合成方麵，實現了原料來源多樣化，不僅采用天然生物有機體或煤焦油等，而且還大力發展了電石化學和石油化學。
現代物理化學
現代物理化學是研究所有物質體係的化學行為的原理、規律和方法的學科。並從微觀到宏觀對結構與性質的關係規律、化學過程機理及其控製進行了研究。它是化學以及在分子層次上研究物質變化的其他學科領域的理論基礎。在物理化學發展過程中，逐步形成了若幹分支學科：結構化學、化學熱力學、化學動力學、液體界麵化學、催化、電化學、量子化學等。20世紀的物理化學隨著物理科學發展的總趨勢偏重於微觀的和理論的研究，取得不少裏程碑式的成就，如化學鍵本質、分子間相互作用、分子結構的測定、表麵形態與結構的精細觀察等等。
化學熱力學
化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支學科，它主要研究物質係統在各種條件下的物理和化學變化中所伴隨著的能量變化，從而對化學反應的方向和進行的程度作出準確的判斷。化學熱力學的核心理論有三個：所有的物質都具有能量，能量是守恒的，各種能量可以相互轉化；事物總是自發地趨向於平衡態；處於平衡態的物質係統可用幾個可觀測量描述。
化學動力學
1889年阿倫尼烏斯針對反應速度隨溫度變化的規律引入了“活化分子”、“活化熱”的概念，並利用範霍夫等人的研究成果，導出反應速度的指數定律。這個定律所揭示的物理意義和質量作用定律一起為化學動力學的發展奠定了基礎。他還提出電解質的電離理論，並因此獲得1903年諾貝爾化學獎。
自從1923年荷蘭的化學家德拜（1884～1966）提出了強電介質靜電作用理論，能更好地解釋一些溶液和電化學現象後，現代電化學已發展成為一門研究電解與化學能或電能相互轉變，以及光能或其他輻射能通過電化學途徑轉變為化學能或電能的一門學科，尤其在工業生產中電化學有相當廣泛的應用。
化學動力學研究化學反應的速度、方向以及反應過程中的理論問題。近幾十年來，它已經能在原子和分子水平上研究其態與態之間的變化。由於絕大多數化學反應都是在溶液中進行的，因此對溶液的研究一直為化學家們所關注。
化學動力學的發展
赫希巴哈主要從事微觀反應動力學，尤其是分子碰撞動力學的研究。他與李遠哲共同研究和發展了交叉分子束的方法，創造了可以從動力學角度探討化學反應的途徑，最終為了解化合物相互反應的基本原理做出了重要貢獻。他們的工作將激光、光電子能譜與分子束結合，使化學家有可能以分子水平研究化學反應所出現的各種動態，開創了化學動力學研究的新階段，提供了控製化學反應方向與過程的發展前景。他們與另一位從事化學反應動力學和分子反應動態學的波拉尼共獲1986年諾貝爾化學獎。
化工產品的發明與應用
第一種合成纖維——尼龍
人們對尼龍並不陌生，在日常生活中尼龍製品比比皆是，但是知道它曆史的人就很少了。尼龍是世界上最先研製出的一種合成纖維。
20世紀初，一個企業搞基礎科學研究還被認為是一種不可思議的事情。1926年美國最大的工業公司——杜邦公司出於對基礎科學的興趣，迅速開展了有關新材料的基礎性研究。1927年，杜邦公司決定每年支付25萬美元作為研究費用，並開始聘請化學研究人員。1928年杜邦公司成立基礎化學研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔任該所有機化學部的負責人。
顯微鏡下的尼龍襪結構。卡羅瑟斯是美國有機化學家。他主持了一係列用聚合方法獲得高分子量物質的研究。1935年以己二酸與己二胺為原料製得聚合物，由於這兩個組分中均含有6個碳原子，當時稱為聚合物66。他又將這一聚合物熔融後經注射針壓出，在張力下拉伸成為纖維。這種纖維即聚酰胺66纖維，1939年實現工業化後定名為耐綸，是最早實現工業化的合成纖維品種。