Linus Pauling
تشمل التطورات في العقود التالية تطبيق الميكانيكا الإحصائية على الأنظمة الكيميائية والعمل على الغرويات وكيمياء الأسطح، حيث قدم إرفينغ لانغموير العديد من المساهمات. كانت الخطوة المهمة الأخرى هي تطوير ميكانيكا الكم إلى كيمياء الكم منذ ثلاثينيات القرن الماضي، حيث كان لينوس باولنغ أحد الأسماء الرائدة. لقد سارت التطورات النظرية جنبًا إلى جنب مع التطورات في الأساليب التجريبية، حيث من المحتمل أن يكون استخدام أشكال مختلفة من التحليل الطيفي، مثل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والتحليل الطيفي بالميكروويف، والرنين المغنطيسي الإلكتروني، والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي، أهم تطور في القرن العشرين.