从人类认识发生、发展的逻辑展开顺序上看，人们首先认识物质运动的简单形式。在此基础上逐步认识较为复杂的运动形式。对简单运动形式的认识是人们认识复杂运动形式的基础，在认识简单运动形式时所形成的概念、理论和使用的方法在原则上可以移植到对复杂运动形式的认识中。近代自然科学的带头学科是物理学，其基础是牛顿力学。近代化学每一重要的理论建树，都深受牛顿力学思想方法的影响。牛顿力学的质量、力、质点等概念是拉瓦锡、道尔顿、门捷列夫建构化学理论大厦的观念基础。20世纪初的物理学革命则为化学步入精确科学的殿堂提供了理论基础和发展契机。1927年海特勒和伦敦把量子力学应用于化学，用变分法求解氢分子的薛定谔方程，得到了H2的两种近似状态ψs和ψA及其相应的能量 ES和 EA，并进而解释了共价键的本质，开辟了现代化学键理论的新阶段。30年代建立起的分子轨道理论，借助于现代数学的群论方法大大简化了变分法和微扰法的计算。这种方法能以定性或半定量的方式普遍说明一些化学现象，尤其是描述分子处于基态时的情况，且计算方法比较简便，被广泛应用于有机结构理论中。在整个20世纪，物理学方法和数学方法已经成为化学研究不可缺少的工具。这些方法的应用，为化学的定量化、理论化开辟了道路。