I sitt doktorsarbete undersökte Gunnar Hägg med röntgenkristallografiska metoder föreningar mellan järn och elementen i kvävegruppen (kväve, fosfor, arsenik, antimon och vismut). Avhandlingen (1929) kom att spela en stor roll för vår syn på begreppet kemisk bindning. Forskningen utvidgades under 1930-talet till att omfatta en mängd föreningar mellan övergångsmetaller och icke-metaller.