В удостоенных премии работах на основе принципов квантовой химии и вариационной теории возмущений развита обобщенная модель углового перекрывания как наиболее удобный и универсальный параметрический метод теоретического описания и прогнозирования электронного строения изолированных и обменно-связаннных ионов переходных металлов в комплексах и неорганических кристаллах, их магнитных, оптических и термодинамических свойств.

Полученные выражения для параметров магнитных обменных взаимодействий в полиядерных комплексах впервые позволили описать нетривиальные зависимости значений этих параметров от длины, способа координации и ориентации многоатомных мостиковых лигандов, сформулировать условия реализации практически важных ферромагнитных свойств. Выявлена физическая природа эффектов, обусловливающих энергетическую неэквивалентность цис- и транс-изомеров, стабилизацию тетрагонально-искаженных форм комплексов меди(П), аномально короткие связи в линейных молекулах, особенности электронного строения и свойств соединений с нелинейно координированными и пи-сопряженными лигандами. Открыто и интерпретировано явление поворотной изомерии комплексов в растворах.

Новый метод открывает возможности для качественной селекции материалов с заданными ферромагнитными, оптическими и ферментационными (каталитическими) свойствами; прогнозные оценки свойств координационных металлоорганических соединений обеспечивают рациональную стратегию синтеза новых материалов для производства устройств магнитной памяти ЭВМ, оптоэлектроники, ферментов и других биомедицинских препаратов.