3.1 Неорганическая химия. Промышленный синтез аммиака и его каталитическое окисление. Физическое обоснование, осмысление значения и использование периодического закона. Химия комплексных соединений. Кристаллохимия и структурная неорганическая химия. Геохимия. Радиохимия. Обнаружение, выделение и синтез новых химических элементов. Новая металлургия. Особо чистые вещества. Химия полупроводников и сверхпроводников. Химия силикатов. Химия благородных газов.

3.2. Органическая химия. Синтетическая химия (металлоорганический синтез, каталитические превращения углеводородов и жиров, каталитическое гидрирование, диеновый синтез, синтезы с участием монооксида углерода, электрохимические, фотохимические и плазмохимические превращения, асимметрический синтез). Развитие представлений о строении органических соединений и характере химических связей в них. Открытие, синтез и исследование пи-комплексных соединений; ферроцен. Доказательство строения и синтез сложных природных соединений (Р. Робинсон, Р. Вудворд). Новые химические формы углерода (карбины и фуллерены). Развитие представлений о механизмах органических реакций. Химия элементоорганических соединений (металлы, бор, фтор, кремний, фосфор). Развитие химии нефти и угля. Создание сильнейших отравляющих веществ и осознание экологической опасности химического загрязнения природной среды.

3.3. Биоорганическая химия и молекулярная биология. Исследования витаминов и их влияние на развитие различных областей органической химии. Химия стероидов. Химия терпенов и каротиноидов. Химия порфиринов. Химия углеводов и белков. Исследование ферментов и молекулярного механизма их действия. Вклад Ф. Сенгера. Установление строения нуклеиновых кислот. Синтез генов. Международная программа «Геном человека».

3.4. Химия высокомолекулярных соединений. Получение бакелита и развитие химии и технологии фенолальдегидных смол. Развитие представлений о полимерной макромолекулярной природе целлюлозы, крахмала, каучука, коллагена и других веществ, относившихся к лиофильным коллоидам (Г. Штаудингер, Г. Марк).Развитие синтеза каучуков (И.Л. Кондаков, И.И. Остромысленский, СВ. Лебедев, К. Циглер). Полимеризация винильных соединений. Сополимеризация. Линейная поликонденсация и получение волокнообразующих полимеров (У. Карозерс). Полиэтилен. Полиуретаны. Кинетика полимеризации (С.С. Медведев). Стереорегулярная полимеризация (К. Циглер, Дж. Натта, А.А. Короткое, Б.А. Долгоплоск). Общая теория полимеризации (П. Флори). Теория поликонденсации (В.В. Коршак). Теория стеклообразного и эластического состояний полимеров (А.П. Александров, П.Л. Кобеко, В.А. Каргин, М.В. Волькенштейн). Олигомерные технологии (А.А. Берлин). Синтез материалов в форме изделий.

3.5. Фармацевтическая химия и химическая фармакология. П. Эрлих и возникновение научной основы химиотерапии. Появление сульфамидных препаратов (Г. Домагк). Концепция антиметаболитов (Д. Вулли). Появление антибиотиков и развитие современной химической биотехнологии (А. Флеминг). Развитие молекулярно-биологических представлений и новые подходы к созданию лекарственных средств. Фармакокинетика и фармакодинамика. Проблемы транспорта, распределения, проникновения через мембраны, инактивации и выведения лекарственных препаратов из организма. Аналогия и теория в создании новых лекарств. Молекулярный дизайн в фармакохимии.

3.6. Развитие аналитической химии и методов исследования в XX в.

Общеаналитическая методология. Повышение чувствительности, избирательности и точности аналитических и исследовательских методов и качества аналитических результатов. Снижение порога обнаружения. Снижение величины аналитических проб (полумикро-, микро- и ультрамикроанализ). Применение органических реактивов. Комплексоны. Акваметрия как аналитическая стратегия. Тест-методы. Появление и развитие химических сенсоров. Развитие способов аналитического разделения (ультрацентрифугирование, ультрафильтрация, мембранные методы, аналитическая экстракция, хроматография). Совершенствование методов оценки аналитических результатов (развитие химической метрологии). Использование в аналитических и исследовательских целях различных физических явлений — электрохимических, оптических, взаимодействия с электрическим, магнитным, электромагнитным полем и жесткими излучениями, наведения радиоактивности. Сочетание модифицирующих, «разрушающих» и «неразрушающих» методов. Сочетание и «гибридизация» различных методов в комплексных приборах и системах приборов. Автоматизация аналитических и исследовательских процедур. Развитие аналитических подходов и технологий с использованием ЭВМ и «искусственного интеллекта». Сенсорное моделирование биологических анализаторов.

Развитие объектов и предметов исследования и аналитических задач. Индивидуальное вещество, промежуточный продукт, технологическая среда. Биологическое вещество — биологическая ткань — организм — среда обитания. Общехимическая природа вещества — химическое строение — кристаллическая структура — природа поверхности. Состояние объекта и процесс изменения, химическая история объекта (радиационные, химические и иные загрязнения природной среды, фармакодинамика, допинг-контроль). Анализ сверхчистых веществ. Определение веществ и примесей в концентрациях ниже 10^-12

Общая характеристика возникновения и развития основных исследовательских и аналитических методов XX в. Оптическая спектроскопия (спектроскопия атомов и молекул; эмиссионная и атомно-абсорбци-онная спектроскопия; видимый свет; УФ, ИК. КР-диапазоны; лазерная КР и дистанционная спектроскопия; математическая обработка физического сигнала — дифференциальная и Фурье-спектроскопия; квантово-механическая интерпретация спектральных сигналов и математический синтез модельных структур). Фемтосекундная лазерная спектроскопия и фемтохимия. Рентгеновская и гамма-спектроскопия и дифрактометрия (рентгеноструктурный, фазовый и флуоресцентный анализ; эффект Мессбауэра). Электронная микроскопия и зондовые методы. Электронография. Масс-спектрометрия (атомов и молекул; изотопный анализ; гибридизация МС с хроматографией). Радиоспектроскопия (ЭПР, ПМР, ЯМР других ядер, импульсная ЯМР-спектроскопия). Хроматография. Операции на твердых и растворимых матрицах (секвинация, синтез по Мерифидду и др.). Электрохимические методы (кулонометрия; кондуктометрия; потенциометрия со стандартными и специальными электродами, ион-селективные и ферментные электроды; вольт-амперометрия — полярография). Нейтронно-актива-ционный анализ. Методология меченых атомов и радиохимические методы анализа. Оптически детектируемый магнитный резонанс. Магнитно-резонансная и магнитно-силовая микроскопия.