其他科学发展对化学的影响
计算机技术的发展，使得分子、电子结构和化学反映的量子化学计算、化学统计、化学模式识别，都得到较大的进展，有的已经逐步进入化学教育之中。关于催化作用的研究，已提出了各种模型和理论，从无机催化进入有机催化和生物催化，开始从分子微观结构和尺寸的角度、核生物物理有机化学的角度，来研究酶类的作用和酶类的结构与其功能的关系。
分析方法和手段是化学研究的基本方法和手段。一方面，经典的成分和组成分析方法仍在不断改进，分析灵敏度从常量发展到微量、超微量；另一方面，创造了许多新的分析方法，可深入进行结构分析，构象测定，同位素测定，各种活泼中间体如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等的直接测定，以及对短寿命亚稳态分子的检测等。分离技术也不断革新，离子交换、膜技术、色谱法等不断涌现。
在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下，各种超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生无机物固体模型产技术都得到了较大发展。稀有气体化合物的合成成功又向化学家提出了新的挑战，需要对零族元素的化学性质重新加以研究。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。酚醛树脂的合成，开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成，使高分子的概念得到了广泛的确认。后来，高分子的合成、结构和性能研究、应用三方面保持互相配合和促进，使高分子化学得以迅速发展。20世纪是有机物合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展，许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决，还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂。在此基础上，精细有机合成，特别是在不对称合成方面取得了很大进展。20世纪以来，化学发展的趋势可以归纳为：由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展，由经验逐渐上升到理论，再用于指导设计和开创新的研究。一方面，为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料；另一方面，在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科，并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。
化学学科的新分类
在20世纪20年代以前，化学传统地分为无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个分支。20年代以后，由于世界经济的高速发展，化学键的电子理论和量子力学的诞生、电子技术和计算机技术的兴起，化学研究在理论上和实验技术上都获得了新的手段，导致这门学科从30年代起就飞跃发展，出现了崭新的面貌。现在把化学内容一般分为生物化学、有机化学、高分子化学、应用化学和化学工程学、物理化学、无机化学等五大类共80项，实际包括了七大分支学科。
根据当今化学学科的发展以及它与天文学、物理学、数学、生物学、医学、地学等学科相互渗透的情况，化学可作如下分类：
电解下的分子模型无机化学：元素化学、无机合成化学、无机固体化学、配位化学、生物无机化学、有机金属化学等。
有机化学：元素有机化学、一般有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。
物理化学：化学热力学、结构化学、化学动力学等。
分析化学：化学分析、仪器和新技术分析。
高分子化学：天然高分子化学、高分子合成化学、高分子物理化学、高聚物应用等。
核化学核放射性化学：放射性元素化学、放射分析化学、辐射化学、同位素化学等。
生物化学：一般生物化学、酶类、微生物化学、植物化学、免疫化学、发酵和生物工程、食品化学等。
其他与化学有关的边缘学科还有：地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、字宙化学、星际化学等。
现代无机化学
现代无机化学以现代科学为依据，采用先进的实验技术研究无机物的性质、反应过程和结构组成。除碳的衍生物——有机化合物外，元素周期表中所有100多种元素及化合物几乎都是无机化学的研究对象。天然资源的开发、利用、生产和科学技术对合成新型材料的迫切要求，都为无机化学提出了大量急需解决的研究课题，从而使无机化学在许多新型化合物的台成和应用方面取得了大发展。
有机物分子模型
现代有机化学
有机化学是研究碳和它的衍生物的一个化学分支学科。迄今为止，已知的有机化合物已超过500万种。20世纪以来，有机化学的发展十分迅速，无论是在理论上或是在实践上，都有重大突破。在有机化合物的结构、化学反应机理、化学键的本质与空间构型等方面都取得了不少研究成果。在有机合成方面，实现了原料来源多样化，不仅采用天然生物有机体或煤焦油等，而且还大力发展了电石化学和石油化学。
现代物理化学
现代物理化学是研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法的学科。并从微观到宏观对结构与性质的关系规律、化学过程机理及其控制进行了研究。它是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础。在物理化学发展过程中，逐步形成了若干分支学科：结构化学、化学热力学、化学动力学、液体界面化学、催化、电化学、量子化学等。20世纪的物理化学随着物理科学发展的总趋势偏重于微观的和理论的研究，取得不少里程碑式的成就，如化学键本质、分子间相互作用、分子结构的测定、表面形态与结构的精细观察等等。
化学热力学
化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科，它主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化，从而对化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。化学热力学的核心理论有三个：所有的物质都具有能量，能量是守恒的，各种能量可以相互转化；事物总是自发地趋向于平衡态；处于平衡态的物质系统可用几个可观测量描述。
化学动力学
1889年阿伦尼乌斯针对反应速度随温度变化的规律引入了“活化分子”、“活化热”的概念，并利用范霍夫等人的研究成果，导出反应速度的指数定律。这个定律所揭示的物理意义和质量作用定律一起为化学动力学的发展奠定了基础。他还提出电解质的电离理论，并因此获得1903年诺贝尔化学奖。
自从1923年荷兰的化学家德拜（1884～1966）提出了强电介质静电作用理论，能更好地解释一些溶液和电化学现象后，现代电化学已发展成为一门研究电解与化学能或电能相互转变，以及光能或其他辐射能通过电化学途径转变为化学能或电能的一门学科，尤其在工业生产中电化学有相当广泛的应用。
化学动力学研究化学反应的速度、方向以及反应过程中的理论问题。近几十年来，它已经能在原子和分子水平上研究其态与态之间的变化。由于绝大多数化学反应都是在溶液中进行的，因此对溶液的研究一直为化学家们所关注。
化学动力学的发展
赫希巴哈主要从事微观反应动力学，尤其是分子碰撞动力学的研究。他与李远哲共同研究和发展了交叉分子束的方法，创造了可以从动力学角度探讨化学反应的途径，最终为了解化合物相互反应的基本原理做出了重要贡献。他们的工作将激光、光电子能谱与分子束结合，使化学家有可能以分子水平研究化学反应所出现的各种动态，开创了化学动力学研究的新阶段，提供了控制化学反应方向与过程的发展前景。他们与另一位从事化学反应动力学和分子反应动态学的波拉尼共获1986年诺贝尔化学奖。
化工产品的发明与应用
第一种合成纤维——尼龙
人们对尼龙并不陌生，在日常生活中尼龙制品比比皆是，但是知道它历史的人就很少了。尼龙是世界上最先研制出的一种合成纤维。
20世纪初，一个企业搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司——杜邦公司出于对基础科学的兴趣，迅速开展了有关新材料的基础性研究。1927年，杜邦公司决定每年支付25万美元作为研究费用，并开始聘请化学研究人员。1928年杜邦公司成立基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所有机化学部的负责人。
显微镜下的尼龙袜结构。卡罗瑟斯是美国有机化学家。他主持了一系列用聚合方法获得高分子量物质的研究。1935年以己二酸与己二胺为原料制得聚合物，由于这两个组分中均含有6个碳原子，当时称为聚合物66。他又将这一聚合物熔融后经注射针压出，在张力下拉伸成为纤维。这种纤维即聚酰胺66纤维，1939年实现工业化后定名为耐纶，是最早实现工业化的合成纤维品种。
尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础，尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又比丝袜耐穿。1939年10月24日，杜邦公司的总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动，人们视尼龙袜为珍奇之物争相抢购。人们曾用“像蛛丝一样细，像钢丝一样强，像绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维，到1940年5月尼龙纤维织品的销售就已遍及美国各地。
第二次世界大战后90％的尼龙转向内衣生产，尼龙丝袜风靡全球。从第二次世界大战爆发直到1945年，尼龙工业被转向制造降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特性和广泛的用途，第二次世界大战后发展非常迅速，尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯、渔网等，以难以计数的方式出现，使之成为三大合成纤维之一。
20世纪的伟大杰作——合成塑料
塑料的发明堪称20世纪人类的一大杰作。塑料无疑已成为现代文明社会不可或缺的重要原料。目前塑料已广泛应用于航空、航天、通讯工程、计算机、军事以及农业、轻工业的食品工业等各行各业之中。
19世纪60年代，美国由于象牙供应不足，制造台球的原料缺乏。1869年最早的人工制造的塑料赛璐珞取得专利。赛璐珞虽是最早的人工制造的塑料，但它是人造塑料，而不是合成塑料。第一种合成塑料是将酚醛树脂加热模压制而成，是由1910年美籍比利时化学家贝克兰德制成的。
贝克兰德将酚醛树脂添加木屑加热、加压模塑成各种制品，以他的姓氏命名为贝克里特，我们称为“电木”。第一次世界大战后，无线电、收音机等电气工业迅猛发展，更增加了对电木的需求，一直被使用到今天。化学工业中需要不被酸作用的器械，曾用特种钢制造，但价格昂贵。如果用耐碱的电木取代，就便宜多了。电木还是制造纽扣、棋子的好材料。拖拉机和汽车里的一些零件也是用它制造的。
1918年奥地利化学家约翰制得脲醛树脂，用它制成的塑料无色而有耐光性，并有很高的硬度和强度，更不易燃，能透过光线，又称“电玉”。20世纪20年代，它曾在欧洲被用作玻璃代用品。到20世纪30年代，又出现了三聚氰胺一甲醛树脂，是以尿素为原料的。三聚氰胺一甲醛树脂可以制造耐电弧的材料，它耐火、耐水、耐油。此后聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃等塑料陆续出现。这不能不说是由电木打开的门路。
20世纪是塑料的世纪。回顾自从塑料出现至今百年的历史，展望21世纪，人类社会必定会随着高速运行的计算机、信息和网络技术、新能源、航天技术、生命科学等尖端技术的出现和发展而突飞猛进，人类上天入地下海的活动空间也必将进一步扩大，而纳米塑料、光纤、能导电的塑料、有磁性的塑料、会记忆的塑料……各种更新颖的塑料将为人类的技术进步做出新的贡献。经历了旧石器、新石器、陶器、青铜器、铁器时代的人类历史，因为有了塑料而加快了文明程度提高的速度。尽管在过去的世纪中，人们已经惊呼塑料时代的到来，但是，或许新的世纪才是塑料时代真正到来的时代，而过去的世纪只不过是塑料时代的序幕。
能准确判断历史年代的碳－14测定法
虽然在进入20世纪以后，考古学取得了一系列的进展，人们对史前文化的考古发掘取得了长足的进步，但考古学家们还是遇到了一些难以逾越的障碍，使他们无法真正对有些重要的考古新发现作出年代的判断。考古学家们从前只能依据发掘物所处地层的地质年代来进行判断，或是以一些已知确切年代的出土文物作为参照，也有人试图根据发掘现场出土的同时代其他物品来进行判断。但这些方法在很多情况下都会产生很大误差。
这种情况一直持续到1947年，这一年，美国芝加哥大学的化学家威拉德·弗兰克·莉比彻底改变了这种状况。她首次根据放射性同位素碳－14在几千年内死亡的生物物质中含量的变化，准确而科学地测定了曾经有过生命的有机体的生存年代。碳－14是由宇宙射线和地球大气层产生的中子与大气中的氮－14结合形成的。二氧化碳中的放射性碳进入生物碳循环，并通过食物链而被动植物吸收。一旦有机体的生命终止，它的碳供应将不再通过大气二氧化碳得到补充，于是滞留在有机体内的不稳定的碳－14开始衰变。一般来说，碳－14这种放射性物质衰变一半的时间，即所谓半衰期在5730年左右。