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发展了精确测量X光波长的技术，从而发现每个元素 X光谱，支持了波尔的原子壳层模型(瑞士 西格朋)。
1915年
1915—1917年，分别制备战争用毒气，如氯气、光气、芥子气等(德国 哈伯，英国 泡帕)。
1916年
发明粉末法照得X射线干涉图来测定晶体结构，后在工业上得到广泛应用(荷兰 德拜、谢勒)。
提出经典价键理论的电子学说，以惰性元素外壳电子“八数群”或“八偶律”为基础，指出两原子化合时等或不等地共享电子对，以满足2、8的惰性电子壳层，开始以电子论统一了共价键与离子键(德国 柯塞尔，美国 吉·路易斯)。
提出气体在固体表面上的吸附理论(美国 兰米尔)。
通过对带极性基团烷基同系物表面能的测量，提出表面膜的分子定向说(美国 兰米尔)。
发现加钴的钨钢具有强磁性，开始了新型磁合金的研究，后即制得具有强磁性、耐蚀、耐震、耐温度变化、价廉的铅镍钴磁钢(日本 本多光太郎)。
1917年
发现化学元素镤(德国 哈恩、迈特纳，英国 索迪等)。
1918年
1918—1923年，提出气体反应的碰撞理论(英国 沃·路易斯)。
1919年
美国美孚石油公司和碳化物碳化学公司从石油裂化气制造异丙醇，是石油化学利用的开端。
提出链反应理论，认为在链式反应中每个反应的活性中心，可以连续地引起许多分子(如一万到百万)的反应，用以解释光化、爆炸，以及后来的加成聚合等许多反应(丹麦 约·克里斯琴森，德国 能斯脱)。
将共用电子的观念推广到配位化合物(即络合物)，指出配位键的两个电子可以来自同一个原子(英国 西奇维克)。
引入电子等排物的观念，认为有同数目电子的分子可有基本相同的电子结构，这是分子轨道概念的雏形(美国 兰米尔)。
1920年
提出高分子长链的概念，认为淀粉和纤维由葡萄糖失水，蛋白质由氨基酸失水缩聚而成，打破长期以来把高分子看成由许多小分子缔合成胶束的观点，促进高分子化学的建立(德国 斯托丁格)。
提出范德华力是诱导偶极间引力(荷兰 德拜)。
发现乙烯能自行结合成四碳、六碳的化合物，并进而形成具有一定橡胶性质的巨大分子，对支持斯托丁格高分子理论及发展合成橡胶起了重要作用(美籍比利时人 诺威兰德)。
1918—1920年，发明极谱分析法，它可以对多种可氧化，还原物质同时进行灵敏的定性定量测定，可应用于水液、非水极性溶剂及熔盐。于1926年，与志方益三发明自动极谱仪(捷克 海洛夫斯基，日本 志方益三)。
发现重要香料麝香和香猫酮为16及17元的大环化合物，大环形化合物的环可以不在一个平面上，打破半个世纪前拜耳(1883年)提出的有机物只能形成平面小环的假说(瑞士籍南斯拉夫人 拉齐卡)。
二十年代左右，发现非液晶分子溶于液晶物质时，溶质分子会和溶剂分子一样，处于排列成行的状态(德国 沙普)。
提出氢键的概念，认为氢键是一种较弱的“键”，用以解释水等物质的性质(美国 莱悌默)。
1921年
1921—1923年，从研究酸和碱的催化作用，提出共轭酸碱的理论(丹麦 勃朗斯台特)。
提出电解质离子平均活度系数的计算法(美国 吉·路易斯)。
发现四乙基铅为良好的汽油燃烧抗爆剂，开始了抗爆机制的研究(美国 米吉莱)。
1922年
提出所有催化过程形成临界络合物，由络合物的形成和分解决定反应的速度，并推得反应方程式(丹麦 勃朗斯台特)。
将液晶分为三大类：向列相液晶、胆甾相液晶、近晶相液晶(德国 基·费莱德尔)。
1923年
提出强电解质溶液的离子互吸理论，认为强电解质在溶液中完全电离，每个离子被带异性电荷的离子氛包围，从而影响了离子的运动及其他性质，由此推出离子的活度系数是离子强度的函数(荷兰 德拜，德国 休克尔)。
首次确定辅酶的结构，认识到维生素及铜、钴、镁、钼等人体所需的微量金属都是辅酶的部分(瑞典籍德国人 欧拉·钱儿宾，英国 哈顿)。
用X光分析法，发现化学元素铪(丹麦籍匈牙利人 赫维赛，德国 考斯特儿)。
开始用放射性铅来跟踪它在植物组织体中的吸附和分布，确立了研究有生命过程的放化分析原则，但因铅有毒未被应用(丹麦籍匈牙利人 赫维赛)。
1924年
提出原子结构与元素周期律的关系，即波尔—梅因史密司—斯通纳构造原则，使周期律的解释建立在原子结构的基础上(丹麦 尼·波尔，美国 梅因史密司，英国 斯通纳)。
发明超离心法(十万倍于重力)，研究胶体粒子和高分子的大小及分布，首次测定了蛋白质的分子量(瑞典 斯维特伯格)。
确定罂粟碱、尼古丁等重要生物碱的结构，并开始了从简单分子合成复杂天然有机物的工作(英国 鲁滨逊)。
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