从元素到原子
古希腊的单元素说
古希腊哲学对近现代科学的发展产生了重大而深远的影响，最早的哲学家泰勒斯因此被称为西方科学之祖，我们的探索就从这里开始。
（约公元前625-547）是古希腊第一位哲学家，与印度的释迦摩尼和中国的老子差不多是同一时代的人。据说泰勒斯曾是一名商人，但却“不务正业”，整天忙于研究天文学，苦苦思索宇宙的本源等类问题，生活过得相当窘迫，而他生活的米利都是一个商业城市，许多商人过着优越的生活，他们看到泰勒斯穷困潦倒的样子就时常嘲笑他，说他尽做些没用的事情，还以他的贫穷为例说明哲学毫无用处。泰勒斯对这些人说：“你们可以认为我没用，但要说知识没有，那就大错特错了。”
没过多久，他就找了个反击的机会。有一年，由于气候反常，造成橄榄大幅减产，橄榄可是当时希腊的主要油料作物，橄榄的大幅减产导致许多做橄榄油生意的商人遭受了重大损失，以致于对来年的橄榄油生意显得有些心灰意冷。但泰勒斯利用他所具备的气象学和天文学知识，经过仔细地观察和分析，认定来年会是风调雨顺的一年，橄榄将大获丰收。于是在第二年开春后，泰勒斯就不动声色地租下了米利都的全部榨油机。果不其然，第二年的橄榄大获丰收，等到那些商人忙于寻找榨油机时，才发现全城的榨油机都已被泰勒斯控制，无奈之下，这些商人只得花高价向泰勒斯租用榨油机，泰勒斯由此大发横财。当然，泰勒斯的本意并非为了赚钱，他只是想用事实告诉人们：不要轻视知识，哲学家并非书呆子，只要愿意，哲学家同样可以发财致富，只不过，发财致富并非人生的唯一目标，对于哲学家更是如此，他们有更重要的事情要做，那就是不断地探索宇宙与人生的奥秘。
正因为如此同，泰勒斯最终并没有成为一代富商，但却成为一位名垂青史的哲学家，他经过长久的思索，提出“水是万物之本源，万物终归于水。”他认为，水可以变成硬如石头的固体，也可以变成看不到、摸不到，却无所不在的气体，因此它的变化包含了所有物质的存在状态（固体、液体、气体三态）；而且许多生物都生活在水中，而所有的生物没有水都无法生活，所以，所有的物质或许就是有水产生的。但泰利斯认为他的结论并非就是最终的答案，他告诉他的学生说：“这是我的看法，我的想法，你们要努力改进我的教导。”
泰勒斯的开放精神激励了他的学生进行自己的思考，并提出不同的观点。
泰勒斯的学生阿那克西曼德（约公元前610－546）认为万物都出于一种简单的原始物质—“元质”，但是那并不是泰勒斯所提出的水，或者是我们所知道的任何其他的实质。它是无限的、永恒的而且无尽的，而且它包围著一切世界—而我们的世界只不过是许多世界中的一个。元质可以转化为我们所熟悉的各式各样的实质，它们又都可以互相转化。关于这一点，他作出了一种重要的、极可注意的论述：万物所由之而生的东西，万物消灭后复归于它，这是命运规定的，因为万物按照时间的秩序，为它们彼此间的不正义而互相偿补。而这个论点，最终又衍生出一个新的元素—代表灵魂的“以太”。
阿那克西曼德的学生（约公元前585－525）又做进一步解析，提出基本元素是气的观点。认为，气稀释成了火，浓缩则成了风，风浓缩成了云，云浓缩成了水，水浓缩成了石头，然后由这一切构成了万物。不同元素之间的差异只是量变的结果，元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空气。
之后，赫拉克利特（约公元前535－475）提出火元素的观点，认为万物由火而生，所以永远处于变化之中。
再后来，（约公元前490-430）提出了土元素之说，并综合了以上的观点，形成了宇宙万物由水、气、火和土构成的四元素说，为后来的炼金术创造了“理论依据”。
后来，亚里士多德发展了四元素说，形成了一个较为完整的世界观。
泰勒斯的哲学观点有两个，一个是“万物来源于水”；一个是“万物有灵论”，泰勒斯认为，不仅人具有灵魂，一切生命都具有灵魂，甚至于石头也有灵魂。后来炼金术所所追求的一种具有不可思议的力量的神秘之“圣石”，既能让人长生不死，也能让普通金属变成黄金，也许就是受泰勒斯“万物有灵论”的影响。
在提出了“土气水火”四元素说之后，柏拉图又以数学的形式提出了“五元素说”。
柏拉图柏拉图（公元前427年－前347年）是西方客观唯心主义的创始人，其哲学体系博大精深，对其教学思想影响尤甚。柏拉图认为世界由“理念世界”和“现象世界”所组成。理念的世界是真实的存在，永恒不变，而人类感官所接触到的这个现实的世界，只不过是理念世界的微弱的影子，它由现象所组成，而每种现象是因时空等因素而表现出暂时变动等特征。由此出发，柏拉图提出了一种理念论和回忆说的认识论，并将它作为其教学理论的哲学基础。
柏拉图特别重视数学，认为数学概念是一种真实的存在，所以现代柏拉图主义也被称为“”。柏拉图主义在西方近现代数学界有相当大的影响，一些数学巨匠如G．康托尔、、、基本上都持这种观点。柏拉图在四十岁时（约公元前387年）在雅典城外西北郊的圣城创立了自己的学校——阿卡德米学园，学院成为西方文明最早的有完整组织的高等学府之一，后世的高等学术机构也因此而得名。据说，柏拉图在学园门口立了块碑：“不懂几何者不准入内”。学院培养出了许多，其中最杰出的是亚里士多德。
柏拉图基于他的数学理念提出了一种新的的宇宙观，他设想宇宙开头有两种，一种是正方形的一半，另一种是等边三角形的一半。从这些三角形就合理地产生出四种正多面体，这就组成四种元素的微粒。火微粒是正四面体，气微粒是正八面体，水微粒是正二十面体，土微粒是立方体。第五种正多面体是由正五边形形成的十二面体，这是组成天上物质的第五种元素，叫做以太。整个宇宙是一个圆球，因为圆球是对称和完善的，球面上的任何一点都是一样。宇宙也是活的，运动的，有一个充溢全部空间。的运动是一种环行运动，因为圆周运动是最完善的，不需要手或脚来推动。还剩下一种正十二面体没有元素可与之对应，柏拉图说它是神用来排列天空的星座的。
随后，认为组成天体的元素与地球不同，是纯粹的“以太”，是第五元素，对应于正十二面体。亚里斯多德在他老师四元素几何化的基础上，将四元素说发展成为一种体系：土最重，组成了地球的核心；水较轻，覆盖在地球的表面；气、火更轻，笼罩着地球或向上飘扬；以太最轻，位于天上，绕着地球运行。这个思想体系有效的支撑了地心说。
在西方文明史上，亚里士多德首次提出了一个完整的宇宙图景—地心说，他认为宇宙的运动是由上帝推动的，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以物体总是落向地面，太阳与星辰围绕地球以圆形轨道旋转。宇宙万物由五种元素构成，分别是土、气、火、水和以太。地球是不完全的世界，充满着由土、空气、火和水四种元素构成的物体，天堂是完美之处，充满由“精华”所构成的不朽的第五元素—以太。地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：天、天、天、天、天、天、天、天和原动力天，此外空无一物。各个天层自己不会动，上帝推动了恒星天层，恒星天层才带动了所有的天层运动。人居住的地球，静静地屹立在宇宙的中心。
托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，并利用前人积累和他自己长期观测得到的数据，写成了8卷本的《伟大论》。在书中，他把亚里士多德的9层天扩大为11层，把原动力天改为晶莹天，又往外添加了最高天和净火天。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，却较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。地心论虽然被证明是错误的，但是，谁能说，日心论的提出不是建立在地心论的基础上呢？无论如何，地心论为人类开辟了一条探索宇宙的途径，当然也为后来的日心说建立了一定的理论基础。同样，亚里士多德发展起来的五元素说，水、气、火、土四元素和以太，就像两枚硬币，为人们展示了物质世界的一面，虽然这是不完整的甚至是错误的一面，但也不失为人们认识世界的一条途径，最少，这些思想为后来的化学和物理学发展提供了一种思路，这也正是科学发展所不能缺少的一个途径，提出假说，然后验证它，或否定它，从而建立新的理论。
柏拉图用一种数学形式表述了一个由五元素组成的宇宙图景，德谟克利特则认为，宇宙万物只有一种起源，那是一种极微小的、小到不能再分割的颗粒，并把之称为“原子”。
亚里士多德对德谟克利特的“原子论”进行了的批判，并在总结和柏拉图思想的基础上，进一步完善了元素说，建立起一个以“地心说”为中心，结合“五元素说”的完整的世界观。后来，亚里士多德的思想被神学家继承，成为经院主义重要的指导思想，对。
亚里士多德（公元前384－322）是的学生、的老师，他和柏拉图、（柏拉图的老师）三人并称古希腊三贤，被誉为的奠基者。
亚里士多德被认为那个时代里最后一个精通所有学科和既有智慧的人，他几乎研究了当时所有的学科，并对这些学科做出极大的贡献。在科学上，亚里士多德研究了、、、、、、、、和；在哲学上，亚里士多德则研究了、、、、、、以及。不仅如此，亚里士多德还研究了、、以及，他的生平著作加起来几乎就成了一部希腊人知识的。
亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想，其影响力延伸到了文艺复兴时期，虽然最终被牛顿物理学取代。在动物科学方面，他的一些意见仅在19世纪被确信是准确的。他的学术领域还包括早期关于形式逻辑理论的研究，最终这些研究在19世纪被合并到了现代形式逻辑理论里。他的伦理学，虽然自始至终都具有深刻的影响，后来也随着新兴现代美德伦理的到来获得了新生。在形而上学方面，亚里士多德的哲学和神学思想在伊斯兰教和犹太教的传统上产生了深远影响，在中世纪，它继续影响着基督教神学，尤其是学术传统的天主教教会，神学家成功地将亚里士多德的世界观植入到基督信仰中，这种混种的思潮被称为经院主义。
对亚里士多德世界观影响较大的是他的老师柏拉图，
虽然亚里士多德的一些理论在今天看来无疑是错的，但在当时，这些错误的观点却成了科学发展的催化剂，这是不足为奇的。
柏拉图的宇宙观基本上是一种数学的观。
从十二世纪开始，亚里士多德的哲学思想开始被流传，神学家成功的把它的思想植进基督信仰系统中，成为当时经院主义思想的理论基础。一些科学史学家研究表明，现代科学的发展源于基督信仰和古希腊哲学思想，基督信仰曾是早期科学家的思想舞台，譬如牛顿就是一位基督教徒。同中国战国时期的百家争鸣一样，古希腊的哲学和科学思想也并非是一致的，
亚里士多德不仅是一位哲学家，还是一位著名的生物学家，他在生物学上有重要的贡献，它能解释很多生物现象，后来现代解剖学的鼻祖维萨里、发现血液循环的哈维都曾在亚里士多德和盖伦的系统之下治学。当托勒密的天文学和盖伦的解剖学面世之后，很快便被纳入亚里士多德的系统中。到了中古时代的末期，亚里士多德主义已发展成为完整的世界观，
亚里士多德在继承和发展柏拉图的五元素说，并吸收了其他新的知识，如托勒密的天文学和盖伦的解剖学等，发展出一个完整的世界观，亚里士多德认为，
著名的希腊兼哲人，和他的学派放弃了单一元素的观念，提出了最初的四元素说。他们以为物质是由土、水、气、火四者组成，而这四者又由冷、热、湿、燥四种基本物性两两组合而成，例如水是冷与湿的组合，火是热与燥的组合。毕达哥拉斯并认为，宇宙中所有的事物都尊循著一个规则，而数字的规律正是这个规则中心。这个说法后来变形成了数字学。
恩贝多克斯将前人们的说法加以整理以后，提出了更为明确的四元素看法。他延续了毕达哥拉斯的四元素说法，并认为这四种元素在整个宇宙中，受到两个对立的神力的影响，以各种不同的比例结合起来；所谓两个对立的神力，一是相引力，一是相斥力，即「爱」和「恨」的作用而使得元素相互混合和分离。
而四元素的说法，则是经过的发扬光大，才得以有系统的确立。他反对德莫克利特的原子论（即物质是由一不可分割的最小粒子所组成），而大力提倡四元素说。认为一切物质都由土；水；空气和火而组成。它们被视为具有乾；湿；冷和暖等特徵的结合体。乾和冷产生土，而水的成份是湿和冷。亚里士多德认为，光是暖和湿的混合物；而暖和乾形成火！若按照四元素的理论看来，一棵破土而出的植物，是石头（土）和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后，便失去水元素，这样就能燃烧了。而在燃烧后变成了石头（也即灰）和火。这样的解说莫克那不可见的原子假想来得易于理解。于是接下来的几个世纪，四元素说几成原始实体的定论。
在，四元素说成为了炼金术的理论依据，炼金术士们认为只要改变物质中这四种原始性质的比例，就可以使普通金属变成黄金。
现在看来，古希腊哲学家对世界的看法整个都是错的，但是谁又能否认，哥白尼的日心说不正是在地心说的基础上建立起来的？事实上，真理和谬论就像同一个硬币上的两面，当我们发现了硬币的反面，距离发现另一面也就不远了。人类对世界的认识以及科学的发展，许多时候正是从反面开始的。
&从炼金术到医药化学
伴随着古希腊的哲学发展，神秘的炼金术出现了，公元前300年的希腊时代末期，亚历山大港就已经出现了炼金术的热潮。当时指导炼金术的思想大致有两种，一种是基于泰勒斯提出的万物有灵论，他们认为金属也是有生命的，譬如铜是未成熟的金，锡是患了麻风病的银，只要把铜和锡治好了就能成为了金和银，而能够治疗这些疾病的就是“贤者之石”。“贤者之石”是古希腊人认为的一种具有神奇力量的“圣石”，它可以随心所欲地把铅变成金或银，虽然不清楚这种“圣石”究竟在何处，但是要想制出黄金，就必须首先找到它。另一种思想则是依据四元素说，认为万物都是由土、气、水和火构成的，例如金子和铁块都是由土和火两种元素组成，金子之所以闪闪发光是因为含有更多的火元素，埋在土里深处的石块或铁等物质经过数千年的演化，等到获得足够的火元素就能够变成黄金。
点石成金，这是多么诱人的魔法！
在这些思想的指引下，把土炼成金，不再只是一个幻想，而是一门确实可行的技艺，还等什么？行动吧！如果不试一试怎么知道这些理论是否正确呢？炼金术师不同于哲学家，他们更希望把哲学家梦想的东西变成现实的利益，而要实现这一梦想，唯一的出路就是实践。不过，炼金术士更愿意自称为哲学家或艺术家，把炼金术称为伟大的艺术。真正的炼金术士总是将这门学说掩藏起来，避免一般人随意从中获得炼金术的知识，这种传统可能源于古埃及神庙中的冶金技工，到中世纪时发展至炉火纯青，形成了一套繁杂而完
整的炼金术象征符号体系。
在昏暗的实验室中，炼金术士倾向于利用冶炼炉，使用风箱重复着炼金术的试验。炼金术士无意中发现的冶炼技术与某些化学反应，对后来的化学家都有很大的启发价值。通过不断的试验与试错法，催生了某些新化学药品与医疗药品，并确定了类似分离、精炼、蒸馏与发酵等试验程序。
炼金术作为一门源远流长的学问，具有极其纷繁复杂的内容。一方面，炼金术偏重于实际操作。现代化学实验室内使用的设备和技术，有许多是从中发展而来的。
于是，一场轰轰烈烈的炼金运动开始了，在希腊时代结束和罗马帝国灭亡以后，希腊时期的炼金术传播到阿拉伯，12世纪中期传入欧洲，很快在民间普及起来，一些学者和神学家也加入到炼金术的行列中，甚至像这样的大科学家都认为，通过实验来制取黄金，是值得做的，事实上，牛顿一生中从未停止过炼金活动。
西方的不少国王，也与中国的那些皇帝一样，一心希望通过炼金术使自己达到长寿永生。如英国国王亨利六世、法国国王查理七世、查理九世、瑞典国王查理十二世、普鲁士国王腓特烈·威廉一世、腓特烈·威廉二世，都是炼金术的忠实信徒。其中特别有趣的，像英国的伊丽莎白女王，对炼金术士约翰·迪真是宠幸得无以复加，甚至特许他在宫中从事炼金术活动。在号称“炼金术的中心”的布拉格，神圣罗马帝国的皇帝把炼金术士迈克尔·梅尔特封为伯爵。
那么，人们是否找到了“贤者之石”，或者真的能够把铁炼成黄金吗？俗话说，重赏之下必有勇夫，自古以来，从来就没有什么长生不死的“灵丹”，也没有点石成金的神奇魔法，有的是一大堆的骗子。
炼金术师们虽然最终也没有实现点石成金的梦想，但是在炼金活动中，人们发现了许多化学药品，也了解了一些物质所具有的化学性质，12世纪时，炼金术师们制造出酒精；13世纪时，已经学会了制造硫酸和硝酸的技术。
到了文艺复兴时期，分成三个走向，一是继续传统的点石成金术，二是将炼金术知识用于医药方面，形成了所谓的医药化学运动，三是将炼金术知识用于矿物冶炼方面，形成了早期的矿物学。
医药化学时期的代表人物是瑞士的医生帕拉塞尔苏斯（又译作“巴拉塞尔苏斯”）。他的原名很长，叫做菲立浦·泰奥法拉斯都·波巴斯都·冯·荷赫希姆，后来才改名帕拉塞尔苏斯，意思是“超过古罗马的名医塞尔苏斯”。
帕拉塞尔斯（日～日），瑞士人，中世纪欧洲医生、。是医药化学运动的始祖。
1510年，帕拉塞尔斯在维也纳大学获医学学士学位，1516年获有革新精神的费拉拉大学医学博士学位。原名：菲利普斯·奥里欧勒斯·德奥弗拉斯特·博姆巴斯茨·冯·霍恩海姆。这名字够长吧，如果不想让别人记住你的名字，这倒是一个不错的方法。
（他自称为帕拉塞尔斯，是因为他自认为他比医生更加伟大的意思）。
帕拉塞尔斯反对迷信权威，主张向自然学习。据说他在巴塞尔大学讲学时，声称所讲内容并非盖伦著作，而是来自大自然，并当众烧毁了盖伦的著作。盖伦对药物的性质不怎么研究，而帕拉塞尔斯认为人体由汞、硫和盐三种元素组成，三者比例失调就会致病（好像是希波克拉底体液说的山寨版），要恢复健康就要服药，这就要研究药物的性质。医学上，他最早将鸦片当作麻醉剂使用。他认为：化学的目的不在于提取黄金，而是制造药物治病。当时的化学研究大多出自炼金术士之手，因此他极力主张改造炼金术，企图将炼金术与医学结合起来，使化学从炼金术士的炼丹房走进医药学家的制药房。这样一来，帕拉塞尔斯一方面把炼金术及其取得的化学知识引入医药化学中，为医药学带来了革新因素；另一方面，又将炼金术引向药物化学的实用方面，为化学摆脱炼金术开辟了新的途径。他是化学与医药学历史上一名勇敢的革新者，当时被誉为“化学中的路德”（路德指的是德国是宗教改革家马丁-路德）。
帕拉塞尔斯和他的弟子通过对矿物药剂的制取和性质、疗效的研究，掌握了许多无机物的合成、分类、提纯方法。他广泛使用了汞和铅的化合物，在其著作中有不少比炼金术士高明的化学知识，比如他区分了白矾和蓝矾，描述了二氧化硫的漂白作用与铁粉共硫酸作用析出气体等，他又建议实验操作中注重重量，因为重量是不会骗人的。
帕拉塞尔苏斯学派过度使用剧烈的化学药物的做法，后来遭到越来越多的医药化学家的反对。
德国医生李巴维是其中一名代表人物。他承认化学对医药的重要性，同时也指出了帕拉塞尔苏斯学派在用药方面的缺陷。他大半生从事化学药剂的研制，最主要的著作是《炼金术》一书，把制药学、炼金术、冶金学中的化学要点全包罗进去，将炼金术定义为：炼金术是通过从混合物中离析出实体，采制特效药物和提炼纯净精华的一门技术。显然，这一定义已经与虚幻的炼金术划清了界线，而向近代化学又迈进了一步。《炼金术》在化学历史上可算是第一部化学教科书，其内容十分丰富。书中首先描述了实验室操作技术设备，特别是加热和蒸馏装置，叙述了硫酸和王水的制法，证明了焙烧硝石和硫磺所得的硫酸和蒸馏胆矾[（KAL(SO4)2·12H20]所得的是同一物质，讲述了金属锡与氯化汞共热，蒸馏制取氯化锡的方法（又称为“；李巴维发烟液”），描述了铜溶液遇氨水变蓝的现象，并建议用此法来检验水中的氨。李巴维极力强调化学的实用意义，他的著作长期被医生和药剂师孜孜研究，影响颇为深远，为化学成为一门独立学科作出了重要贡献。
17世纪初，一些医药化学家们根据炼金术发现的成果，提出了新的硫、汞、盐的三要素理论来代替亚里士多德的四元素说。到了17世纪中叶，化学家们发现水可以分解为氢和氧，这证明，水不再是最简单的元素了。同时，人们还发现，空气里含有氮氢氧等多种气体，从而证明，“气”也不是最简单的元素。那么，什么才是构成宇宙的基本元素呢？这个问题最终由波义耳做出了科学的解答。
罗伯特·波义耳（Robert
Boyle，）是17世纪英国著名的化学家，他兴趣广泛，对气体物理学、、、、、等都有深入的研究，但其最主要的成就是化学。1661年，波义耳根据自己的实践和对众多资料的研究，完成了他一生中最重要的著作《怀疑派化学家》，第一次提出了科学的元素概念，确立了化学科学的地位，对化学发展产生了重大的影响，因此化学史家都把1661年作为近代化学的开始年代。
波义耳出生在一个贵族家庭，优裕的家境为他的学习和科研活动提供了良好的物质条件。波义耳小时候天资平平，说话还有点口吃，生性内向安静，没有哪样游戏能使他入迷，唯一的兴趣是酷爱读书。8岁时，父亲将他送到郊区的，在这所专为贵族子弟办的寄宿学校里，他学习了3年。随后他和哥哥法兰克一起在家庭教师陪同下来到当时的教育中心之一的过了2年。1641年，波义耳和他的兄弟们在家庭教师陪同下游历欧洲，但是波义耳最兴趣的还是看书，即使在旅途中仍然是手不释卷。在意大利，他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》，这本书给他留下了深刻的印象，伽利略成了他的崇拜偶像。20年后他的名著《怀疑派化学家》就是模仿这本书的格式写的。
1646年，波义耳开始在伦敦参加了无形学院的活动。无形学院是伦敦一些对感兴趣的、和们在1644年组建的一个社会团体，他们定期地进行聚会活动，讨论一些自然科学问题，并把这个团体称为无形学院。随着无形学院的队伍扩大，在1660年的一次集会上，他们宣布正式成立一个促进物理—数学实验知识的学院。不久经国王查理二世批准，无形学院变成以促进知识为宗旨的，皇家学会根据培根重视科学实验的思想，十分强调科学在工艺和技术上的应用，建立起新的自然哲学，成为著名的学术团体。
过了一段时间，波义耳开始厌倦首都上层社会生活中的空虚，同时他也想集中精力做一些科学实验，于是搬到他父亲一所偏远的庄园里居住，在那里读书、进行科学实验，一住就是8年。所谓动极思静，静极思动，波义耳又开始想念那些无形学院的朋友们。1654年，波义耳离开居住了8年的庄园迁到牛津，在牛津建立了自己的实验室，聘用了一些助手，这其中包括，胡克后来成为英国著名的物理学家，在当波义耳助手时，胡克对波义耳的工作帮助极大。
寄宿在牛津大学附近一个药剂师家里。在牛津，波义耳一直是无形学院的核心人物，正式成立一个促进实验科学的学术团体也是波义耳的主张。不过当皇家学会在伦敦成立时，波义耳身在牛津，所以没有成为该学会的第一批正式会员，但是大家都公认波义耳是皇家学会的发起人之一，固而被任命为首属干事之一。
接着他建立了自己设备齐全的实验室，并聘用了一些助手。这些助手在波义耳领导下进行观察和实验，其中最著名的有著名的物理学家，他为波义耳制造了一些极其重要的实验器材。
这样就在波义耳的周围形成了一个科学实验小组，波义耳的实验室也一度成为无形学院的集会活动场所，波义耳的一系列科研成果都是在这里取得的，据统计，在年的6年里，他写了10本书，在《皇家学会学报》上发表了20篇论文。那本划时代的名著《怀疑派化学家》也是在这里完成的。
在《怀疑派化学家》中，波义耳根据自己的实践和对众多资料的研究，提出了建立科学化学的新观点，他主张化学研究的目的在于认识物体的本性，因而需要进行专门的实验和收集观察到的事实。这样就必须使化学摆脱从属于或医药学的地位，发展成为一门专为探索自然界本质的独立科学。为了引起人们的重视，他在书中进一步强调指出：“化学到目前为止，还是认为只在制造医药和工业品方面具有价值。但是，我们所学的化学，绝不是或药的婢女，也不应甘当工艺和冶金的奴仆，化学本身作为自然科学中的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。化学，必须是为真理而追求真理的化学。”
波义耳通过一系列实验，对传统的元素观产生了怀疑。他指出，这些传统的元素，实际未必就是真正的元素。固为许多物质，比如黄金就不含这些“元素”，也不能从中分解出、、盐等任何一种元素。恰恰相反，这些元素中的盐却可被分解。因此，波义耳认为，作为万物之源的元素，既不会是亚里士多德的四种，也不会是医药化学家所说的三种，而一定会有许多种。
那么，什么是元素呢?
波义耳想到，要建立科学的化学，首先必须解决一个基本问题，那就是必须给元素下一个科学的概念。波义耳认为，元素是不能再被分割的最简单的物质，也就是说，元素是不能用化学方法进行再分解的单质。直到今天，波义耳对元素的定义仍然被采用。
波义耳虽然提出了元素的科学概念，但是哪些物质才是单质？哪些物质才是基本元素，如何才能对它们进行区分呢？如何判别一种物质是化合物还是单质呢？
拉瓦锡开创新化学
安东·尼罗朗·拉瓦锡（A.L.Lavoisier，）是18世纪法国著名的化学家，是现代化学真正意义上的创立者，他所进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中，他以充分的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说，建立了以氧为中心的燃烧理论；针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则，创立了化学物质分类的新体系；根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础。
日，拉瓦锡出生于巴黎一个富裕的律师家庭，从小受到良好的教育，21岁便在巴黎的法政大学毕业并取得律师的资格。他的父亲希望他能继承父业成为一个开业律师，但是拉瓦锡对自然科学更有兴趣，大学毕业后他没有进入律师行业，而是进一步学习了数学、天文学、植物学、地质矿物学和化学。
1765年，法国科学院以重奖征集一种使路灯既明亮又经济的设计方案，22岁的拉瓦锡参加了竞赛，他的设计虽然未获奖金，但被评为优秀方案，荣获国王颁发的金质奖章，这次活动给崭露头角的拉瓦锡以很大的鼓舞，使他更热情地投入科学研究的事业中，并取得了一些科研成果。1768年，拉瓦锡被任命为法国皇家科学院的副会员，1778年成为有表决权的18名正式会员之一。1785年，42岁的拉瓦锡担任了科学院的秘书长，成为法国科学院的负责人。
　　自从拉瓦锡成为科学院的成员后，科学研究便成为他生活的重要内容。从1778年起，拉瓦锡在化学研究上的取得了一个又一个重大的突破。
拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究，他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气，拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律指的是，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，它是自然界普遍存在的基本定律之一。在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变。或者说，任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质，只是改变了物质的原有形态或结构，所以该定律又称物质不灭定律。早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。直到拉瓦锡通过实验事实验证后，质量守恒定律才得到科学的确认。
　　质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如，他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为等式：葡萄糖
== 碳酸（CO2）+
酒精。这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。
　　拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”
　　1768年，拉瓦锡选择的一个研究课题是验证水能否变成土。在当时，许多人都相信水能变成土。亚里士多德的“四元素说”中就有水土互变的提法，17世纪比利时化学家海尔蒙特曾以柳树的实验（海尔蒙特将一柳村茁栽人一预上经烘干称重的上盆中，经常淋水。5年后，柳树长成大树了。泥上经烘于，重量并没有减少。于是他认为柳树长大所增加的重重，只能来源于水，水能转变为土，并为树所吸收。）来支持这一观点。人们也时常发现在容器中煮沸水，时间长了总会有沉淀物生成。拉瓦锡对这一观点表示怀疑，为此他设计了一个验证实验。他采用一种欧洲炼金术中使用过的很特别的蒸馏器，这种蒸馏器能使蒸馏物被反复蒸馏。他将蒸馏器称重，然后加入一定重量的经3次蒸馏后的蒸馏水。密封后点火加热，保持微热，同时进行观察。二周过去了，水还是清的。第三周末开始出现很小一点固体，随后慢慢变大，第八周固体因增长而沉淀下来。就这样连续加热了101天，蒸馏器中的确产生了固体沉淀物。冷却后，他首先称了总重量，发现总重量与加热前相比没有变化。他又分别对水、沉淀物、蒸馏器进行称量，结果是水的重量没变，沉淀物的重量恰好等于蒸馏器所减少的重量。据此，拉瓦锡撰写论文驳斥了水转化为土的谬说，瑞典化学家舍勒也对这沉淀物进行分析，证明它的确来自玻璃蒸馏器本身。
1772年9月，拉瓦锡开始对燃烧现象进行研究。在这以前，波义耳曾对几种金属进行过煅烧实验。他认为金属在煅烧后的增重是因为存在火微粒，在煅烧中，火微粒穿过器壁而与金属结合：金属+
火微粒→金属灰。1702年，德国化学家斯塔尔也进行了类似的实验。他认为金属在锻烧中放出了燃素，即：金属+燃素→金属灰。斯塔尔将有关燃素的观点系统化，并以此来解释当时已知的化学现象。由于燃素说的解释较过去的合理，很快被化学家所接受，成为18世纪占统治地位的化学理论。
　　尽管一些实验研究的进展已披露了燃素说与实验事实的矛盾，但多数化学家还是设法调和这一矛盾，以维护燃素说。拉瓦锡正是在研究了化学史的概况和前辈化学家的工作之后，发现了这一矛盾，并决心解决这一矛盾。中华化学竞赛网
　　首先，他对磷、硫等易燃物的燃烧进行观察和测定。他发现，磷、硫在燃烧中增重是由于吸收了空气。于是，他想到，金属在煅烧中增重是否属于同一原因？1774年，他重做了波义耳关于煅烧金属的实验。他将已知重量的锡放入曲颈瓶中，密封后称其总重量，然后经过充分加热使锡灰化。待冷却后，称其总重量，确认其总重量没有变化。接着，他在曲颈瓶上穿一小孔，发现瓶外空气带着响声冲进瓶内，这时再称其总重量和金属灰的重量，结果显示总重量增加的值，恰好等于锡变成锡灰后的增重。
　　拉瓦锡又对铅、铁等金属进行了同样的煅烧实验，得到相同的结论。由此，拉瓦锡认为燃烧金属的增重是金属与空气的一部分相结合的结果，否定了波义耳的火微粒之说，对燃素说也提出了质疑。那么，与金属相结合的空气成分又是什么？当时人们还不了解空气具有两种以上组分，拉瓦锡也无从推断。
　　1774年10月，英国化学家普利斯特列访问巴黎。在拉瓦锡举行的欢迎宴会上，普利斯特列告诉拉瓦锡，在3个月前，他曾在加热水银灰的实验中发现一种具有显著助燃作用的气体。这信息给拉瓦锡以启示，他立即着手汞灰合成和分解的实验。实验事实使拉瓦锡确信，煅烧中与金属相结合的决不是火微粒或燃素，可能是最纯净的空气。
　　1775年末，普利斯特列发表了关于氧元素（他命名为脱燃素空气）的论文后，拉瓦锡恍然大悟，原来这种特殊物质是一种新的气体元素。随后，他对这种新的气体元素的性质进行了认真的考察，确认这种元素除了助燃、助呼吸外，还能与许多非金属物质结合生成各种酸，为此他把这种元素命名为酸素。现在氧元素的化学符号O就是来源于希腊文酸素（oxygene）。
　　对氧气作系统研究后，拉瓦锡明确地指出：空气本身不是元素，而是混和物，它主要由氧气和氮气组成。1778年他进而提出，燃烧过程在任何情况下，都是可燃物质与氧的化合，可燃物质在燃烧过程中吸收了氧而增重；所谓的燃素实际上是不存在的。拉瓦锡关于燃烧的氧化学说终于使人们认清了燃烧的本质，并从此取代了燃素学说，统一地解释了许多化学反应的实验事实，为化学发展奠定了重要的基础。
拉瓦锡的另一个重要贡献是确定了化学命名法。长期以来，人们对于化学物质的认识十分混乱，常常把一些混合物或者化合物当成基本元素。拉瓦锡通过对一些实验进行分析总结，对元素和化合物进行了科学的命名和分类。
例如，长期以来，人们把水也看作是一种元素。在氧元素被确认后的1781年，英国化学家卡文迪许在氢气与普通空气或氧气的混和气中通电、发生火花时，会有水珠的生成，这一实验证明水是一种化合物。但是由于卡文迪许仍旧信仰燃素说，所以对这一实验结果不能作出清晰的解释。卡文迪许的助手布拉格登于1783年6月访问巴黎时，将这一实验告诉了拉瓦锡。
　　拉瓦锡立即进行了跟踪实验，不仅合成了水，同时还将水分解为氧气和氢气，再次确认了水的组成，并且用氧化理论给以准确的说明。运用氧化理论，拉瓦锡弄清了碳酸气就是碳与氧元素的化合物。他又根据酒精一类有机化合物在燃烧中大都生成碳酸气和水的事实，建立了有机化合物的分析法，将有机物在一定体积的空气和氧气中燃烧，用苛性碱溶液来吸收其产生的碳酸气，再从残留物中计算出生成的水量，由此确定有机化合物中包含的碳、氢、氧三种元素的比例数。
　　根据氧化理论，1777年拉瓦锡发表论文，指出动物呼吸是吸入氧气，呼出碳酸气。他与法国科学家拉普拉斯合作，1782年设计了冰的热量计，测定了一些物质的比热和潜热。同时，证明动物的呼吸也属于一种燃烧现象。
拉瓦锡的氧化学说是对燃素说的否定，他关于水的组成、空气的组成等一系列实验成果是对亚里士多德四元素说的批判，为了与新的理论相适应，1785年，拉瓦锡和他的同行戴莫维、贝托雷、佛克罗伊合作编写了《化学命名法》。
　　这本专著强调指出，每种物质必须有一固定名称，单质命名尽可能表达出它的特性，化合物的命名尽可能反映出它的组成。据此，他们建议对过去被称为金属灰的物质应依据它的组成命名为金属氧化物；酸、碱物质使用它们所含的元素来命名；盐类则用构成它们的酸和碱来命名。这样一来，汞灰应称为氧化汞，矾油应叫作硫酸等等，从而奠定了现代化学术语命名的基础，当今所用的化学术语的大部分都是依据这一命名法而来的。
因其包税官的身份在时的日于巴黎被处死。
拉瓦锡的化学研究有一个重要的特点，他总是有意识地把质量不变的规律作为他思维推理的前提。这种质量守恒的思想在他1789年出版的《化学纲要》中，作了清楚的阐述，这是他对近代化学发展的又一突出的贡献。
　　就在《化学纲要》这部名著中，拉瓦锡总结了他化学研究的实践经验，发展了波义耳提出的元素概念，提出元素是化学分析到达的终点，即在当时用任何化学手段都不能分解的物质可称为元素。
　　据此，他还列出了一张包括33种元素的分类表，把元素分为五大类：
一，简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素，如光、热、氧、氮、氢；
二，简单的非金属物质，其氧化物为酸，如硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素；
三，简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基，如锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌；
四，简单物质，能成盐的土质，如石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。
五，以太。
现在看来，这张表虽然存在一些错误，但是世界公认这是第一张真正的化学元素表。
波义耳虽然给元素做出了定义，但是对于哪些物质才是基本元素仍然一无所知，哪些物质是混合物，哪些是化合物，哪些物质才是基本元素呢？它们的区别是什么，该如何划分？
虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。
综观拉瓦锡的实验研究和理论建树，正如有人评论说：拉瓦锡既没有发现新物质，也没有提出新的实验项目，甚至没有创新或改进实验手段或方法，然而他却在重复前人的实验中，通过严格的合乎逻辑的步骤，阐明了所得结果的正确解释，作出了化学发展上的不朽功绩。
　　成功的原因是多方面的，首先他强调了实验是认识的基础，他的治学座右铭是：“不靠猜想，而要根据事实。”他在研究中一直遵循“没有充分的实验根据，从不推导严格的定律”的原则。这种尊重科学事实的思想，使他能把前人所作的一切实验看作只是建议性质的，而不是教条，从而批判地继承了前人的工作成果，敢于进行理论上的革命。
　　拉瓦锡善于学习，善于进行分析综合、判断推理，提出新的学术思想。对于前人的有关研究，他的学习是很认真的。他能把前人对于同一实验所作的不同解释加以分析比较，从中发现矛盾和问题。为此他选择了一些关键的跟踪实验作为自己研究的突破点，并在实验中，保持清醒头脑。
　　在实验中，他除了细致地观察外，还善于捕捉那些化学反应中各种物质变化的相互联系，不被表面现象所迷惑，透过现象深入到本质，从整体上去认识反应的本质，因而显得比别人站得高、看得准。
　　系统严格的定量性是拉瓦锡实验方法的基本特点。他在实验分析中有一个信条：“必须用天平进行精确测定来确定真理。”根据这一信条，拉瓦锡的实验研究都明确地运用了定量方法。以量求质，通过数量的确定，推翻了水土相互转化的古老观念，否定了燃素的存在，揭示了氧气的实质和燃烧的本质。
　　他能以考察量的变化来推导化学变化的规律，是因为他相信自然界物质的各种变化中，质量是守恒的。他提出质量守恒定律，进一步说明了化学定量方法所依赖的前提。拉瓦锡敢于明确地提出这一原理，除了有实验事实为根据外，他还从“无中不能生有”这一深刻的哲学和“总量等于它的各个分量”的数学公理中获得了启示。
他认为所有的物质，无论是元素还是化合物，都是由许许多多的原子构成的，例如氧是由氧原子组成的，二氧化碳是由二氧化碳的“复合原子”（即分子）组成，复合原子里包含了两个氧原子和一个碳原子。道尔顿提出的原子论
&道尔顿与原子论
18世纪后半期至19世纪中期，工业兴起，科学迅速发展，人们通过生产实践和大量化学、物理学实验，才加深了对原子的认识。
随着科学的不断发展，人们不仅发现了愈来愈多的化学元素，对化学物质的认识也愈来愈深刻，渐渐地，人们终于接触到了最核心的物质——原子。早在古希腊时期，希腊哲学家德谟克利特（公元前476一370）就提出了最早的原子论，他认为物质是由许多微粒组成的，这些微粒叫“原子”，意思是不可分割。这个“原子”概念是模糊的，在化学领域可以表征为原子，在核物理学它可以是电子、光子等基本粒子，所以德谟克利特的“原子”与我们现在的原子概念有很大的差别。到了17世纪，科学巨匠牛顿又提出了微粒说，认为万物都是由不同大小的微粒物质构成，例如光就是由各种不同颜色的光粒子组成。直到18世纪，英国化学家道尔顿（John
Dalton ，）提出了科学的原子论，才第一次对原子做出了科学的定义。
道尔顿日出生在英国的昆布兰地区，父亲是个农村工匠，母亲靠纺织赚钱，但他们的劳动报酬少之又少，尽管拼命工作，道尔顿一家还是长期处于极端贫困的境地。道尔顿的父母根本就养不起道尔顿兄弟姐妹6人，在道尔顿很小的时候，他的小妹妹和小弟弟就因饥冻而死。出生在这样的家庭无疑是极为不幸的，但不幸之中也有万幸，同村的小学教师弗莱特全力资助了道尔顿，让他免费入学，道尔顿十分珍惜这来之不易的学习机会，发奋学习，再加上他颖悟过人，所以到15岁时，已经跟着弗莱特学完了中学的课程，并自学了矿物学、气象学、化学、几何学等其他科学知识。这时，道尔顿又面临了新的困境，由于贫穷，他无法继续升学，这时候，弗莱特再次向道尔顿施以援助之手，推荐他成为本村小学低年级的教师，就这样，年仅15岁的道尔顿就成了“道尔顿先生”。道尔顿先是教小学，几年后又被聘请为中学教师，他工作认真，教书得法，深受学生和村民们的爱戴。道尔顿在教书之余，经常自制教学仪器，并尝试做一些科学实验。在这期间，他发明了气象观测仪器，如气压计、雨量计、湿度计等，还在学校里建立了一个小小的气象站，作为科研和教学的基地.
1781年，道尔顿已成了有名的教师，肯代尔城的教友会聘请他为数学教师。他在肯代尔工作了四年，从教师一直升到校长。1787年10月，道尔顿又被邀请到曼彻斯特大学，专门讲授自然哲学，这门学科后来发展成科学哲学，主要研究科学思想、科学方法、科学活动、科学价值、科学管理、科学评价等问题。
在曼彻斯特大学教学期间，道尔顿取得了新的科研成果。道尔顿第一个独立研究的重大成果是发现了气体分压定律。他指出：大气是混合物，它的总压力，等于各组分气体在同样的条件下，单独占据总体积所产生的压力之和。也就是说，一个固定容器中，总压力等于各分压力之各，这个结论被称为混合气体的分压定律。
当然，道尔顿一生做出的最重要的贡献是提出了科学的原子论。1803年9月，道尔顿道尔顿利用当时已掌握的一些实验结论和分析数据，计算出了一些元素的相对原子量，并提出了化学反应中的倍比定律：当A、B两种元素相互化合，能生成几种不同的化合物时，则在这些化合物中，与一定量A元素相化合的B元素的质量必互成简单的整数比，这就是道尔顿发现的倍比定律。例如，氧和氮在不同的条件下能生成五种不同的化合物：N20、NO、N2O3、NO2、N2O5。综合这五种物质里面氧和氮的比例，最终得出结果，其比例为1:2:3:4:5。由此道尔顿得出结论，氧原子和氮原子产生化学反应时，不会以半个，而是以整数个进行化合的，并由此推论，氧和氮是物质中不可再分割的最小单元，这就是德谟克利特定义的原子。接着，道尔顿又进一步推论，不同元素的原子，其大小和质量都是不相同的。但是在当时的条件下，根本无法对原子的质量进行称量，为此，道尔顿第一次提出了相对原子质量的概念，把最轻的元素氢的原子量规定为1，按照比值就可以求得其他原子的相对原子量。现在人们已经能求出个原子的实际质量，例如氢原子H的实际质量为1.674&10-27kg，一个氧原子O的质量为2.657&10-26kg。一个碳原子C（质子数和中子数均为6，标记为12C）的质量为1.993&10-26kg。但是如果用它们的实际质量来计算的话将非常的麻烦，所以现在人们依旧采用相对原子量作为计算方法，所不同的是，现在人们以12C的平均质量12作为计算基准（1960年以前则以16O的平均质量16作为计量标准），代替了道尔顿的氢原子。
同年10月21日，道尔顿在曼彻斯特的“文学和哲学学会”上做出了有关“原子论”的报告，第一次阐述了他关于原子论以及原子量计算的见解，并公布了他的第一张包含有21个数据的原子量表。这是世界上第一张原子量表，他还用小圆圈、小球代替化合物的化学式，直到现在，在某些初级的化学书中，还用来做为示意图使用。在这份报告中道尔顿进一步概括了科学原子论三个要点：
元素（单质）的最终粒子称为简单原子，它们极其微小，是看不见的，是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学反应中保持其本性不变。
同一种元素的原子，其形状、质量和各种性质都是相同的；不同元素的原子在形状、质量和各种性质上则各不相同。每一种元素以其原子的质量为最基本的特征。
不同元素的原子以简单整数比相结合，形成化学中的化合现象。化合物原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量的总和。同一化合物的复杂原子，其组成、形状、质量和性质必然相同。
1804年夏天，当时在英国已颇有名气的化学家托马斯·汤姆逊拜访了道尔顿。道尔顿向他介绍了自己的原子论，汤姆逊受到了很大的启发，后来在他1807年著作的《化学体系》一书中，积极宣传了道尔顿的原子论，在科学界引起了广泛影响。
道尔顿自己的著作《化学哲学新体系》到了1808年才陆续问世。这一名著分两卷，第一卷又分上下两册。在第一卷上册中，他主要论述了物质的结构，详尽地阐明了原子论的由来和发展，包括他关于原子论的基本观点。第一卷下册于1810年出版，它的内容主要是结合化学实验的事实，运用原子理论对一些元素和化合物的组成、性质作介绍。第二卷直到1827年才出版，它重点叙述金属氧化物、硫化物以及合金的性质，把原子论的思想作了进一步的发展。
道尔顿的原子论不仅在英国化学界，而且在整个科学界引起了重视和推崇。道尔顿也因此获得了许多荣誉：1808年5月被选为曼彻斯特文学哲学学会副会长，1816年被选为法国科学通讯院士，1817年被选为曼彻斯特文学哲学学会会长，1832年被授予牛津大学博士学位，同年还成了英国皇家学会会员，这在英国是最高的学术头衔。
对于这些荣誉，道尔顿并没有沾沾自喜，而是一如既往的过着简单朴素的生活，继续从事原子论的研究，从事各种新元素原子量的测定工作。具有重视科学和尊重人才传统的英国，十分关心道尔顿的情况。1833年政府决定，发给道尔顿年俸1500英镑的养老金，同年还在政府大厅里为他塑造了半身铀像，以表彰道尔顿对科学发展做出的杰出贡献。
门捷列夫与元素周期表
日，著名的德米特里·门捷列夫（）梦见了元素表，并就此发表了世界上第一份，这一事件被称为化学史上的“世纪大发现”。
日，门捷列夫出生于一个庞大的家族，刚刚出生的门捷列夫是他父母的第17个儿子。在很小的时候，门捷列夫的家庭遭遇了不幸，他的父亲原本是一所高等学院的校长，先是双目失明丢掉工作，不久后就死于肺炎。祸不单行，后来她母亲经营的玻璃厂在一场火灾中被毁，全家顿时失去了生活来源。他的兄弟姐妹们不得不各自出外谋生，门捷列夫也面临失学的危险，幸运的是，门捷列夫得到政府的帮助，被送到一个师范学校科学部学习。年轻的门捷列夫志向高远，在一次讨论俄罗斯教育问题的会上发言时，门捷列夫就说：“我们现在不应该过着柏拉图式的生活，我们需要更多的牛顿去发现自然的秘密，好用来改善我们的生活。”因此门捷列夫学习非常用功，成绩一直是名列前茅。毕业后，门捷列夫只身来到克里米亚的乡下，找到一个科学导师的工作。不久，克里米亚战争爆发，门捷列夫迁居到敖德萨，22岁那年回到圣彼得堡，通过办私塾教书谋生。几年之后，他觉得在俄国很难取得科学上的突破，于是启身到法国和德国游学，第二年就在德国的海德尔堡设立了自己的独立实验室，但设备十分简陋。在德国期间，门捷列夫得以向德国化学家本生（Bunsen）和物理学家基尔霍夫（Kiechhof）学习分光镜的用法，还有机会接触到来自世界各地的著名的化学家并向他们学习新的理论知识，如提出分子大模型意大利科学家阿佛加德罗（Avogadro）和提出原子量说的意大利化学家康尼查罗（）等。
1866年，门捷列夫编写了一本多达500多页的有机化学教科书，又完成了一篇《论水与酒精之结合》的论文，并凭借该论文获得了化学博士的头衔，这一年，门捷列夫32岁。门捷列夫的才学得到了圣彼得堡大学的赏识，被该校聘为正教授。
1867年，担任教授的门捷列夫负责讲授《化学基础》课。当时，人们已经发现的元素多达63种，而且不断有新的元素被发现，一些难题摆在化学家面前，譬如，自然界到底有多少元素？这些元素之间是否存在内在的联系？应该怎样去发现新的元素等等？在讲课过程中，解决这些问题是门捷列夫面临的新挑战，作为一个化学博士，对于这些问题总不能一问三不知吧。所以，门捷列夫在授课过程中，也开始了对这些问题的探索，同时准备著述一本普通化学教科书《化学原理》。现在，首要的问题是，各种元素之间是否存在一个内在的规律？
于是门捷列夫认真收集了这63种元素的所有数据，并对反应性能极高、只知道其存在但尚未被证实的氟，也通过自己的研究给补全了数据。这时候，摆在他面前的这些元素杂乱无章，毫无规律可言。从氢的1到铀的238，各元素的原子量没有一个相同，各种性质也千差万别。譬如，不同的元素具有许多不同的颜色：金是黄色的，碘和铁是灰色的，磷是白色的，溴则是红色。在常态下，多数元素均为固体，但氢、氧、氯等元素以气体存在；而汞、溴则以液态存在。即使同样的金属，各种性质也不尽相同：白金和铱坚硬无比，钠和钾却非常柔软；锂非常轻，轻得可以浮在水面上，锇却比水重235倍。有些金属可以做高度的磨光，如镍和铬；有的无论怎么磨都不光滑，如铝和铅。暴露在空气中时，金不会起任何变化，铁却很容易生锈，碘会化成气，钠则发生燃烧。有的元素可以随便怎么拿都不会出问题，但是如果不戴手套去抓钾、氟等元素，就非常危险。不同元素组成的分子结构也是千差万别，杂乱无章，互相之间看不出有什么特别的联系。
如何从这些纷乱复杂的性质中整理出秩序呢？门捷列夫仔细研究了63种元素的物理性质和化学性质，首先想到的是，按照原子量的大小排序，从最小的氢排到最大的铀，但经过反复研究，这样的一个秩序并没有任何特殊的意义。经过几次并不满意的开头之后，门捷列夫想到了一个对元素进行系统分类的好办法。他准备了许多类似扑克牌一样的卡片，将63种化学元素的名称及其原子量、氧化物、物理性质、化学性质等分别写在卡片上。门捷列夫用不同的方法去摆那些卡片，尝试对各种元素进行分类。最初，他试图像德贝莱纳那样，将元素分分为三个一组，得到的结果并不理想。他又将非金属元素和金属元素分别摆在一起，使其分成两行，仍然未能成功。门捷列夫谓绞尽脑汁，他使用了各种各样的方法摆弄这些卡片，但最终也未能找出元素中存在的内在规律。由于大脑长期间处于这种高度紧张的工作状态，导致门捷列夫睡眠严重不足。为了查找元素之间的规律，他几乎耗尽了所有的精力疲惫不堪，有一天，门捷列夫终于累到了，极度疲惫的歪在书房的沙发上打起盹来，并且做了一个不同寻常的梦，他梦见一个非常规则的元素表清晰地呈现在他的眼前！醒来之后，门捷列夫浑身轻松，他按照梦中的情景重新排列那些卡片，奇迹出现了！他发现每隔7个元素就会出现性质相似的元素，这就是梦寐以求的“元素周期表”！
这一天就是日，真是踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫。
门捷列夫发现的“元素周期表”表明，元素的性质是其原子量的周期函数。也就是说，元素间每隔7个元素（当时尚未发现惰性气体，因此周期表只有7列），其性质就相似地重复一次。这是一个多么简单的自然规律！在这个周期表中，第一族元素每两个原子可以和一个氧原子结合；第二族元素只有一个原子和一个氧原子结合；第三族元素是两个原子和三个氧原子结合，以后的几族都可以以此类推。从中我们可以发现，自然界的规律居然是如此的简洁美妙，真是令人难以置信！
不仅如此，元素周期表还显示出了不可思议的巨大威力，譬如，利用这个周期表所显示的规律，可以修正以往不正确的原子量或原子价。门捷列夫在排列元素表的过程中，发现一些公认的原子量并不准确。如那时金的原子量公认为169.2，按此在元素表中，金应排在锇、铱、铂的前面，因为它们被公认的原子量分别为198.6、6.7、196.7，而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面，原子量都应重新测定。后来重测的结果表面，锇为190.9、铱为193.1、铂为195.2，而金是197.2。实践证实了门捷列夫的论断，也证明了周期律的正确性。再者，通过这个周期表，可以预言自然界中还存在哪些新元素。在门捷列夫编制的周期表中，还留有很多空格，这些空格应由尚未发现的元素来填满。1871年，门捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素的最重要性质，断定它们介于邻近元素的性质之间。例如，在锌与砷之间的两个空格中，他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。1875年，法国化学家布阿勃朗（Lecoqd
Boisbandran）用光谱分析法，从锌矿中发现了镓。实验证明，镓的性质非常象铝，也就是门捷列夫预言的类铝。1879年和1886年，人们又陆续发现了门捷列夫预言的钪和锗。这些新元素的发现，象重炮一样，在世界上空轰响了！人们不再怀疑门捷列夫的发现，全世界的科学家纷纷向他献上敬意和祝贺。
但是，门捷列夫做梦也不会想到，这么完美的周期表居然存在严重缺陷，不仅少了一列，而且，根据原子量排列并不完全正确，一些元素的位置产生了冲突，问题出在哪里呢？这并非门捷列夫疏忽大意所致，而实在是受科学发展水平的限制。
首先，当时还有一个重要的元素家族尚未被发现，这就是惰性气体。1868年日食的时候，法国天文学家詹桑第一次使用光谱仪分析了从彩层（太阳发光的大气层）发出来的光，发现了氦元素，可是在门捷列夫的周期表里，却没有地方可以容纳这个元素家族的新成员。后来，人们又陆续发现了其他惰性气体，1894年，英国化学家冉赛（Ramsay，Sir
William，）在研究这些惰性气体时，终于意识到，元素周期表少了一列！而这些惰性气体就是这一被遗漏的一列里的元素，冉赛的发现终于让这些“懒惰者”找到回家的路。再者，1911年卢瑟福首次发现了质子，建立了新的原子结构模型，让人们对元素有了新的认识，随之一个新的概念——原子序数被提了出来。原子序数是一个内的数量。拥有同一原子序数的属于同一。1913年，英国物理学家莫塞莱（Moseley Henry
Gwyn-Jeffreys，）在研究各种元素的伦琴射线波长与原子序数的关系后，证实原子序数在数量上等于原子核所带的正电荷，进而明确作为周期律的基础不是原子量而是原子序数。至此，一个完整、科学的元素周期表终于被建立起来，从此成为我们学习化学科学、认识自然奥秘，乃至制造新物质的重要工具。
事实上，在门捷列夫一筹莫展之时，早在1865年，英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，发现无论从哪一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环，因此，他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”，并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。显然，纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他作进一步的探索，因为当时原子量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。可见，任何科学真理的发现，都不会是一帆风顺的，都会受到阻力，有些阻力甚至是人为的。当年，纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄，主持人以不无讥讽的口吻问道：“你为什么不按元素的字母顺序排列?”
门捷列夫发现了元素周期律，在世界上留下了不朽的光荣，人们给他以很高的评价。恩格斯在《自然辩证法》一书中曾经指出。“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律，完成了科学上的一个勋业，这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。”
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