现代教育要求学生在学习前人经验的同时，还要学会创造性地思考问题。钻研一个小课题是一个非常好的锻炼思维的方法，它可以帮助同学们了解一项研究工作究竟是怎样实施的，并且从中获得探索和发现的乐趣，当然也包括苦思冥想时的焦虑和郁闷(你不能只期望得到好的部分)。
以下题目大多是目前人们比较关心的问题，还有些是化学史上的著名事件。虽然它们的范围相当广泛，但是它们都与化学有关，也都与我们正在学习的普通化学课程有关。相信学生们通过思考和研究这些问题，可以得到书本上不能得到的最为宝贵的东西，那就是解决具体问题的能力。
生命科学
尽管我们已经对许多生命过程有了相当多的了解，但是对一些非常基本的生命问题还缺乏足够的认识。
生命科学中的三个未解之谜：
1. 生物分子进化之谜
生物分子如何在复杂多变的外界环境中选择自己进化的道路?传统进化论者告诉我们“优胜劣汰，物竞天择”。但是这个回答不能令人满意。因为，仅仅依靠或然率的进化将异常缓慢。
2. 生物分子协同作用之谜
细胞中的反应数以万计，那么生物是如何协调各种生物反应进程呢?通常的物理或化学观点似乎都不能解释其中的高度有效性。
3. 生物复杂性之谜
生物是如此复杂，以至于通常以研究平衡态或近平衡态为主的化学热力学不再适用。那么，非平衡态热力学究竟扮演了什么角色?
1. 蛋白质折叠问题 (protein folding problem) «««««
2. 液晶和细胞膜 (liquid crystal and cell membrane) ««
3. 光合作用的化学原理 (the chemical principle of photosynthesis) «««
4. 癌症的化学疗法 (chemotherapy of cancers) «««
5. 昆虫激素的化学 (the chemistry of insect hormones) ««««
6. 手性与生命 (chirality and life) ««««
7. 细胞色素c的电化学 (the electrochemistry of cytochrome c) ««««
材料科学
8. 液晶显示的化学 (chemistry of liquid crystal display) «««
9. 高温氧化物超导体 (high temperature oxide superconductor) «««««
10. c60的发现 (the discovery of fullerene) ««
11. 碳纳米管及其在未来材料领域中的潜在应用 (carbon nanotubes and their potential applications in future materials) ««««
12. 单晶硅与计算机芯片 (single crystal silicon and computer chips) ««««
13. 半导体光电材料 (semiconductor optoelectronic materials) ««««
14. 纳米材料的制备 (preparation of nano materials) «««
15. 磁性的起源和磁性材料设计 (the origin of magnetism and the design of magnetic materials) ««««
化学热力学
16. 卡诺热机与热力学第二定律 (carnot engine and the second law of thermodynamics) «««
17. 熵与宇宙耗散 (entropy and cosmos dissipation) ««««
18. 混沌的分子原理 (molecular foundation of chaos) «««««
19. 非平衡态热力学 (non-equilibrium thermodynamics) «««««
20. 化学振荡反应 (chemical oscillation reactions) ««
原子与分子理论
21. 分子相互作用与分子识别 (molecular interactions and molecular recognition) ««««
22. 薛定鄂方程的物理涵义 (the physical picture of schrödinger equation) «««
23. 原子理论的历史 (the history of atom theory) «««
24. “上帝不会掷骰子”? (“god doesn’t play dices”?) ««««
25. 分子间作用力的起源 (the origin of intermolecular forces) «««
26. 什么是化学键的本质? (what’s the nature of chemical bond?) ««««
27. 价键理论的优缺点 (the strongs and weaks of valence bond theory) «««
28. 分子对称性与对称性的破缺 (the symmetry and unsymmetry of molecules) ««««
29. 过渡金属离子化合物的颜色 (the colorful compounds containing transition metal ions) «««
30. 分子组装与分子间弱相互作用 (molecular architecture and weak intermolecular interactions) «««
31. 氢键的本质 (the nature of hydrogen bonds) «««««
32. 金属：电子海洋? (metal: an electron sea?) ««««
33. 泡利不相容原理与电子自旋 (pauli exclusion principle and electron spin) ««««
34. 波粒二象性：波还是粒子? (wave particle duality: wave or particle?) «««
35. 薛定鄂猫和宏观量子效应 (schrodinger’s cat and macroscopic quantum behaviors) ««««
36. 完美晶体：它们存在吗?(perfect crystals: do they exist anyway?) ««««
37. 配位键：共价还是静电? (coordinating bond: covalent or electrostatic?) «««
38. 高于三维：超越想象力 (higher than 3d: beyond imagination) ««««
39. 分子中电子的离域和定域性质 (delocalization and localization of electrons in molecules) ««««
40. 光的奇异性质 (the unusual nature of light) ««««
41. 电子转移体系 (electron transfer systems) ««««
凝聚态物质和表面性质
42. 液态水的结构 (the patterns in liquid water) ««««
43. 冰的十二种相 (the twelve phases of ice) «««
44. 电极表面反应 (reactions on the surface of electrodes) «««
新兴技术
45. 傅利叶变换与分子光谱 (fourier transform and molecular spectroscopy) ««««
46. 扫描隧道显微镜的发现和工作原理 (scanning tunneling microscope: discovery and working principle) «««
47. 蒙特卡洛方法和分子模拟 (monte carlo method and molecular simulation) ««««
环境科学
48. 温室效应气体和全球变暖 (greenhouse effect gases and global warming) «««
49. 催化剂与汽车尾气的治理 (catalysts and auto exhaust gases) «««
50. 酸雨的形成与危害 (the formation and threats of acid rains) «««
能源科学
51. 太阳能电池和清洁能源 (solar cells and clean energy) «««
52. 可充电电池 (rechargeable batteries) «««
53. 燃料电池及应用 (fuel cells and their usage) ««««
化学合成与化学工业
54. 催化剂与石油化工 (catalysis and petroleum chemical industry) «««
55. 合成氨工业技术的发展 (development of ammonium synthesis technology) «««
56. 分子筛的催化原理 (the catalytic principle of molecular sieves) «««
化学与社会
57. 橡胶与战争 (rubber and war) «««
58. 道家和炼丹术 (taoism and chinese alchemy) «««
59. 基因工程与人类道德 (gene engineering and human morality) ««««
60. 科学道德与科学的局限性 (scientific ethics and the limits of science) ««««
61. 思维起源于化学反应吗?(mind is originated from chemical reactions?)