Théorie de l'orbitale moléculaire
La théorie de l'orbitale moléculaire (TOM) est un des socles de la chimie théorique du . Jusqu'alors les chimistes théoriciens étaient prisonniers des succès du modèle de la liaison covalente de Lewis. Les méthodes spectroscopiques du montrent les limites de l'idée de liaisons localisées en résolvant des structures chimiques jusque-là inédites.
Chimie organique physique
En plus de prédire la stabilité moléculaire, l'analyse conformationnelle prédit également les produits de réaction. Un exemple fréquemment cité de l'utilisation de l'analyse conformationnelle est la réaction d'élimination bimoléculaire (E2). Lors de cette réaction, le nucléophile attaque le site qui est en position antipériplanaire par rapport au groupe partant. Une analyse orbitalaire de ce phénomène suggère que cette conformation fournit le meilleur recouvrement entre les électrons de l'orbitale liante σ de la liaison R-H qui est en train d'être attaquée par le nucléophile, et l'orbitale antiliante σ* de la liaison R-X qui est en train de se rompre. En exploitant cet effet, l'analyse conformationnelle peut être utilisée afin de créer des molécules possédant une meilleure réactivité.