Szokatlan kötésszerkezetű új vegyülettípusok és kölcsönhatások vizsgálata és modellezése kémiai, anyagtudományi alkalmazásokra. A modellezés az ismeretlen vagy az extrém körülmények között létező vegyületek tulajdonságainak, vagy egyáltalán előállításuk lehetőségének megbecslését teszi lehetővé. Kimagasló érdekességgel bírnak a fém-halogenidek, melyek izolált molekulaként (vagy dimer, trimer szerkezetben) csak extrém körülmények között találhatók meg, ugyanakkor ilyen állapotban bizonyos alkalmazásokban (pl. fényforrásipar) hasznos tulajdonságokkal rendelkeznek (Hargittai Magdolna, Varga Zoltán). Nagy fontosságúak periódusos rendszer főcsoportbeli elemei által képzett hipovalens és hipervalens vegyületek, melyekben a vegyértékállapot megváltoztatásával katalizátorként történő felhasználásukra nyílik lehetőség. Ebben a tekintetben főleg a szilícium és a foszfor vegyületei esetén látszik lehetőség, de a hipovalens szénvegyületek közül a stabilizált karbének (Nyulászi László) és szililének (Veszprémi Tamás)vizsgálata is potenciális érdekességgel bír. A szupramolekuláris rendszerek kiroptikai tulajdonságainak vizsgálata (Kállay Mihály) továbbá a szerves és fémorganikus konjugált rendszerek, oligomerek, polimerek fotofizikai (Nyulászi László) jellemzőinek tanulmányozása nagy potenciállal bíró felhasználások (pl. OLED, OFET) számára nyújt fontos információt.

Rövid tartalmi leírás és technikai megközelítés Az ab initio kvantumkémiai illetve sűrűségfunkcionál módszerek használatával olyan pontosság érhető el energetikai adatok megadására, illetve fizikai tulajdonságok jellemzésére, mely számottevő prediktív erővel bír. Különösen hasznos a számítások és a kísérleti adatok kölcsönös összevetése ismert és a megtervezett molekulákhoz hasonló rendszerekre, melynek eredményeképpen megbízhatóan lehet jósolni ismeretlen molekulák stabilitását. A kis molekulák esetén (mint pl. a fém-halogenidek) magas szintű számításokkal nagy pontosságú eredmények érhetők el. Az optikai tulajdonságok predikciójához a nagyobb rendszerek esetén csak TD DFT számítások alkalmazhatók melyek zárthéjú rendszerekre általában jó eredményeket adnak, míg a kisebb molekulák számításánál multireferencia módszerek felhasználásával pontosabb, megbízhatóbb eredmények nyerhetők.

A várt eredmények összefoglalása, jelentősége, alkalmazásaik A várt eredmények közül az új molekulák létezésének megjóslása, illetve az extrém körülmények (pl. magas hőmérséklet) miatt nehezen mérhető rendszerek jellemzőinek, tulajdonságaiknak a meghatározása nagy fontossággal bír. Különösen érdekes a katalitikus reakciókban való esetleges felhasználás lehetősége, aminek „zöld kémiai” szempontból különös jelentősége van.  A lehetséges felhasználások szempontjából nagy jelentőséggel bír az optikai tulajdonságok megjóslása. Megjegyzendő, hogy valamennyi itt felsorolt témakör esetén nagyon fontos szintetikus kollégákkal történő együttműködés, az új molekulák szintézisére. Ezen együttműködések egy része nemzetközi kooperációban valósul meg.