一、研究物质的结构与性能的关系
1．这里的物质结构指的是构成物质的微粒之间的相互作用、分子的构型等。
2．物质性质指的是物质的物理性质、化学性质、生物活性和生理活性等。
3．物质结构决定物质的性质，关注以下几个问题：
(1)研究镧系元素结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁等材料。
(2)研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命运动的机理。
(3)研究材料结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料，如合成具有共价键强度的高分子纤维。
二、研究化学反应的量子力学理论
1．为了人类社会的可持续发展，化学家们非常期望解决的问题很多，例如：
(1)在充分了解光合作用、固氮作用机理和催化理论的基础上，实现农业的工业化，在工厂中生产粮食和蛋白质。
(2)建立零排放的、原子经济性的化工企业，倡导“绿色化学”。
(3)在了解酶催化作用机理的基础上，模拟天然酶制造人工催化剂。实现在最温和条件下进行化学反应，控制反应的方向和产物的手性。
2．量子力学在物质转化、物质制备等研究领域中具有指导作用。为了更好地利用化学变化，通过化学反应实现物质的转化，制备人类生活和生产所需要的物质，化学家们需要回答更多的问题，需要发展量子力学，需要建立精确有效而又普遍适用的化学反应的量子力学理论。
3．随着化学反应的量子力学理论的建立和相关技术的进一步发展，人类将进入一个崭新的世界：合成氨不再需要高温、高压，光合作用不再是植物的专利，化工生产不再生成无实际用途的副产物，没有能源危机，也没有环境污染。
三、研究生命现象的化学机理
1．研究生命现象的化学机理对促进人类健康的重要作用
