燃素学说与氧化理论

燃素学说与氧化理论

作为近代自然科学的一个重要组成部分，近代化学是从英国化学家波意耳（1627－1691年）于1661年提出元素概念，到1803年英国化学家道尔顿（1766－1844年）提出原子论这近一个半世纪的时间里形成的。在此期间，“燃素说”经历了一个从产生、兴起到衰落的历史。

一、近代化学产生的历史背景

任何一种事物的产生，都有深刻的社会背景。近代化学的产生和发展，与整个近代自然科学一样，是以新生的资本主义政治、经济发展作为历史背景的。

1492年，新大陆的发现为新兴的资本主义经济提供了广阔的世界市场，极大地刺激了商品生产。随之而来，冶金、燃料、交通运输等产业也迅速向深度和广度发展。这样，就提出了许许多多迫切需要解决的自然科学问题。同时，由于自然科学为新兴资产阶级提供了向封建制度和自然界作斗争的武器，就使自然科学本身在满足这种空前高涨的社会需要中，得到极大的发展。

1543年，波兰天文学家哥白尼（1473－1543年）发表的《天体运行论》和比利时医学家维萨留斯（1514－1554年）发表的《人体结构》两部著作，宣告了近代自然科学的诞生。随后，伽利略（1564－1642年）把实验和数学引入力学的研究之中，引起了物理学，主要是力学的革命。

近代自然科学的不断发展，深入物质世界的更深层次进行探索，要求揭示化学变化本质的呼声也就水涨船高，进而出现众多科学家为之献身奋斗的情形也就不足为奇了，而英国为近代化学贡献了像波意耳、道尔顿这样的杰出人物，也绝非偶然。

一方面，英国在海上击败了西班牙“无敌舰队”，在国内进行了共和制的政治改革，成为当时资本主义世界的经济、政治中心，为自然科学发展提供了内在条件；另一方面，由于意大利对伽利略的宗教审判，阻塞了力学革命之后科学进一步深入发展的道路，更加加速了英国成为意大利之后的又一世界科学发展中心。这样，英国就成为孕育近代化学的主要场所。

二、近代化学产生的过程

参加化学反应的物质及其基本单位究竟是什么？化学反应的本质究竟又是什么？近代化学正是在第一次对这两个问题作出符合自然界本来面目的正确回答中，而宣告自己诞生的。

千百年来，在西方广泛流传的是古希腊学者亚里士多德（公元前384－前322年）关于世界构成的“四元素说”。这种观点认为，火、气、土、水构成整个世界。

16世纪以来，随着医药化学的兴起，医药化学家们的“硫、汞、盐”三种基本元素构成万物的思想也有相当的影响。这些观点在冶金和化工生产积累的大量关于物质变化的事实面前，都是矛盾百出，日益陷入困境。

在这种情况下，英国化学家波意耳依据自己进行的大量科学实验和工业生产实践中获得的丰富材料，首先揭示出以往关于化学反应基本物质即元素的各种说法的谬误之处。他指出，冶金和金属加工过程的实践说明，经过煅烧所得的灰渣比原来的金属还要重，说明灰渣绝不是什么金属分解留下的“土”元素，而是要比金属本身还要复杂的物质，等等。

1661年，波意耳发表了他划时代的名著《怀疑派化学家》。书中集中阐述了他的观点，提出了关于元素的科学见解：“为了避免发生误解，我必须向大家声明，我所指的元素，就是那些化学家讲得非常清楚的要素，也就是某种不由任何其他物质构成的或是相互构成的原始和简单的物质，或是完全没有混杂的物质，它们是一些基本成分。一切被称为真正的混合物都是由这些成分直接混合而成，并且最后仍可分解为这些成分。”

这个关于元素的朴素的定义，划分了科学同臆测的界限，指明了化学科学合乎逻辑的出发点，引导了化学走向一条正确的道路。

尽管由于当时条件限制，波意耳本人并没有最后明确地认定，究竟哪些物质是真正的元素，甚至他还误认为，火、水、空气还都是参加化学反应的基本物质成分。

1789年，法国化学家拉瓦锡（1743－1794年）在此基础上提出第一张化学元素分类表，他不仅将元素按其性质分成四大类，而且能正确地认出近30种元素。

对于化学反应过程本来面目的认识就更加困难了。在波意耳以后近一个世纪的时间里，关于燃烧过程的“燃素说”长期占据着统治地位。而“燃素说”之所以在这个时期产生，并长期为人们接受，是有其深刻的历史根源的。

在人类长达几十万年的用火历史中，火早就引起了人们的注意。由于火带来了光明和温暖，赶走了黑暗与寒冷，因此被人们认为是一切事物中最积极、最活跃、最能动、最容易变化的东西。古代的哲学家，无论是西方的，还是东方的，都曾不约而同地把火作为说明物质世界的本源之一。古希腊的哲学家赫拉克利特（公元前540－前480年）甚至主张：万物之源是火。正因为如此，对火的看法就成为化学上第一个伟大的指导原则，对火的认识直接关系到化学的发展。

波意耳虽然提出了关于元素的科学见解，但他对燃烧过程的认识，却是：火的微粒穿过容器壁和金属相结合。

到了17世纪以后，工业生产过程遇到的燃烧过程为人们深入认识其本质提供了大量的新的事实材料。而这些材料，来自于人们对燃烧过程的直观感觉，即物质燃烧时，好像有某种东西从物体中逃走了。

德国化学家贝歇尔（1635－1682年）和施塔尔（1660－1734年）在人们这种认识的基础上，总结了关于燃烧过程的实践经验，提出和发展了一种系统的理论，即“燃素说”。

燃素说的基本观点是：火是由火微粒组成的，火微粒总称之为“燃素”；燃素含于万物之中，它的流动及变化产生了关于燃烧的一切现象；所有关于燃烧的化学现象都可以归结为物体吸收燃素与释放燃素的过程。按这种学说，金属燃烧过程可以表示为下式：

金属＋燃素＝煅灰

以此为契机，燃素说还解释了置换反应等一系列化学变化。

由于燃素说在当时足以说明人所知道的大多数化学现象，所以得到大多数化学家的支持，成为化学中占统治地位的理论，存在了一个世纪之久。

但是，燃素说提出后的百余年中，谁也无法在实验室里把火微粒组成的燃素提取出来；同时，对化学反应的进一步定量研究，也使得具有负质量的燃素变得越来越难于理解了。于是，人们纷纷对燃素的存在提出怀疑，并试图用新的理论去说明燃烧过程。

法国化学家拉瓦锡在氧气发现之后，终于彻底揭示了燃烧过程的真相，使人们对燃烧以及化学反应过程本身，有了一个符合其本来面目的科学认识。

1774年8月1日，英国化学家普利斯特里（1733－1804年）在加热氧化汞时发现了一种可以助燃的气体。然而由于他被燃素说所束缚，始终没能认识到发现这一元素的重大意义。

然而此时，拉瓦锡恰处在一个十分关键的时刻：为了论证自己对燃烧过程的新观点，他正致力于寻找一种气体，这种气体参加金属煅烧过程，生成煅灰，如果能从煅灰中直接分解出这种气体，那么就揭示了金属煅烧过程的本质。但是，这个实验迟迟没有成功。当拉瓦锡从普利斯特里那里知道了氧气发现的实验后，立刻意识到这一发现的伟大意义。他马上重复这一实验。经过多次定量测定，他最终证明了自己关于燃烧的新理论——“燃烧的氧化理论”是完全正确的，即可燃物质的燃烧不是什么物质失去燃素的分解反应，而是恰恰相反，当可燃物燃烧时，发生的是与氧的化合反应。据此，拉瓦锡把燃素论者关于燃烧反应的公式加以改变，将神秘莫测的燃素用具体的氧元素代替。

金属＋氧＝煅灰（氧化物）

根据这个公式，不仅可以使燃烧过程与定量实验的结果相符合，而且更重要的是，得到了化学反应过程中物质质量守恒的原理。

在大量精确试验的基础之上，拉瓦锡于1777年向巴黎科学院提交了《燃烧概论》的报告，宣告燃烧的氧化学说的诞生，最终结束了燃素说长达百年之久的统治。

氧化说的要点可概括如下：

空气是由两种成分组成的；物质在空气中燃烧时，吸收了其中的氧，放出光和热；同时，增加了重量，这一重量等于吸收氧的重量；一般可燃物（非金属）燃烧后通常变为酸，氧气是酸的本原；一切酸中都含氧元素；金属煅烧后生成的煅灰是金属氧化物。

氧化理论的建立，历史性地揭开了燃烧过程的秘密，打开了正确认识化学反应过程的大门，使过去在燃烧的燃素说中倒立着的化学全部正立过来，成为近代化学发展史上的一座里程碑。

最后，由于18世纪末原子论的创立，使近代化学终于成为一门独立的自然科学。其所以如此，是因为原子论为所有有关化学的概念、定律、学说，提供了一个具有内在本质联系的根本性答案。

自从牛顿力学产生以来，人们普遍接受了牛顿的原子观，认为物质是由不可分割、不可改变的最小质点，即原子组成的。但是，这些最小微粒究竟具有什么性质？它和化学元素、化学反应过程又是什么关系？还没曾被人认识。

英国化学家道尔顿正是在这种情况下，发展了牛顿的原子观，使之成为说明化学现象的基础科学理论。

道尔顿的职业是教师，他长期从事业余气象研究。在关于蒸气压、混合气体分压、气体扩散等问题研究的基础上，他曾对如下问题作了长时间的思考与探索：一个复杂的大气，或是两种或两种以上的气体混合以后，怎么会变成一种均匀气体呢？

为此，他作了许多推测和假设，形成了最初的原子观：这些气体都是由极小的微粒组成的。

19世纪初，道尔顿根据自己的研究成果，结合法国物理学家查理（1746－1823年）所揭示的气体体积随温度升高而增加的定律，又进一步把原子描绘成在气体状况下，由中心核及其周围的“热氛”组成。“热氛”是原子相互排斥的原因，温度升高，“热氛”增加，排斥力就越大，进而就引起了气体的膨胀。道尔顿关于原子的这个说明，比牛顿将原子仅看作是不生不灭、不可破、不可入的最小质点，已经前进了一大步。

后来，他又进一步提出：每种物质的原子，其各自的形状、大小、重量必然相同；不同物质的原子，其形状、大小、重量必不相同。在1802年，他曾就这一观点在笔记中写道：

“假如水的某些原子较其他原子重，假如某一体积的水偶然恰为比较重的原子组成，则其比重必然较大，但这与事实不符，因为我们从来没有见过这种水，无论来自哪里的纯水，比重都是相同的。这不过用水作个例子，其余的物质也是如此等等。”

道尔顿进一步考虑到，如何测定各种原子的相对大小和质量，以及不同原子化合后形成复杂原子的组成。然而，由于当时的实验条件所限，尚不足以提供直接计算原子量的资料，所以道尔顿不得不对不同原子间结成化合物的组成原则，作了一些大胆的假设，并在此基础上给出了一些原子的相对重量。

1803年10月13日，道尔顿在曼彻斯特的文哲学会上第一次宣读了他的有关原子量的论文，其要点为：

元素的最终组成称为简单原子。它们不可见、不能被创造和毁灭、不可分割，并在一切化学反应中保持其本性不变；同一元素原子的形状、质量及各种性质都相同，不同元素的原子在形状、质量和各种性质上则不同，每一种元素的基本特征是其原子量；不同元素的原子以简单数目的比例结合即是化合现象。化合物中的原子称为复杂原子，复杂原子的质量为所含各种元素原子量之和。同一化合物的复杂原子，其形状、质量和性质也必然相同。

这样，道尔顿就像欧几里得给出其几何体系的原始公理一样，给出了整个化学体系赖以建立的最根本的逻辑出发点，使当时关于化学的基本定律在此基础上得到了统一的理解。所以，道尔顿的原子论很快引起了化学家的广泛重视，成为化学的基础理论。在它的指引下，开始了一个化学科学全面、系统发展的新时期。

恩格斯对化学之父道尔顿给予了很高的评价：“在化学中，特别是由于道尔顿发现了原子量，现在已达到各种结果都具有了秩序和相对的可靠性，已经能够有系统地、差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻，就像计划周密地围攻一个堡垒一样。”

到此为止，近代化学走完了从波意耳元素说到道尔顿原子论的全部历程，从而作为近代自然科学的一个重要组成部分诞生了。

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“燃素说”

燃烧现象是自然界发生的最重要的变化之一，但在化学史上，物质燃烧的本质却成了一个长期难解的谜。17世纪以后更多化学家为之不倦地探索，并提出了各种学说。其中最有代表性的是“燃素学说”。

燃烧给人们的最普遍的感觉是：物体燃烧时好像有某种东西从中逃去了，谁都看到过一缕青烟，冉冉腾空而去，只留下少许的灰烬。于是化学家猜想，在燃烧时是否某种易燃的元素逃逸了。虽然与此同时，冶金化学家发现了一个与上述现象相反的事实，即金属在加热时变成较重的粉末——金属灰。不过他们只埋头于实际工作，对这样的理论问题不感兴趣，也不去深究。当时英国化学家波意耳也曾定量地研究过金属在密闭的容器中燃烧后增重的实验，并将金属燃烧解释为：金属＋火微粒＝煅灰，但他没有在这个基础上继续深入研究，尤其忽视了研究与金属密切接触的空气发生了什么变化，为了说明实验事实，找了一个“火微粒”来充数，从而未能揭示燃烧的秘密。但他把燃烧现象看作是一个可燃物与其他物质结合的见解，在当时是少见的。

一、化学科学的开山祖师——波意耳

罗伯特·波意耳（1672－1691年）出身于爱尔兰的贵族，家境富裕。自幼受过良好的教育，8岁入伊顿学校，11岁能说法语和拉丁语，12岁去法国、瑞典、意大利旅游和学习。4年后回到英国的多尔塞特，博览了科学、哲学和神学等方面的书籍。波意耳27岁迁居牛津，同胡克等许多科学家进行每周一次的学术交流，自称他们的聚会是“无形大学”，后来这个组织发展为世界第一个学会组织——英国皇家学会。1663年该学会受英王查尔斯第二之特许，设会所于伦敦。

波意耳崇信弗·培根的唯物主义哲学和实验方法论。在17世纪初期，弗·培根一方面提倡科学，宣传功利主义的科学观。他的科学思想在英国的传播对皇家学会的建立起了极其关键的作用。另一方面，培根几乎倾全力研究实验方法论。为新兴的近代科学提供新工具。对欧洲尤其是英国的近代科学的先驱者牛顿、胡克、波意耳等产生了重大的影响，波意耳在培根思想的影响下，在青年时就建立了自己的实验室。

波意耳为人温良慈善，蔼然有礼，而又笃于友谊，重于情感，人们都很敬重他。在学术问题上，他坚持真理、重视论证。有次在他姐姐卡培利娜·雷尼拉芙夫人的宴会厅里开展了三天的热烈辩论。在座的法国著名哲学家、数学家勒内·笛卡儿，是波意耳的一位强有力的辩论敌手。

“我还是不同意您的意见。”波意耳对笛卡儿说道，“不应该把理性放在高于一切的地位。费·培根说过‘知识就是力量，力量就是知识’。可是，知识又是从哪里来的呢？”

“我料想到您的回答是从实验中来的。”笛卡提高嗓门说道。

“当然，实验是最好的老师。”

“可是舍去理性，你的实验又能提供什么呢？科学提供给我们的一切，都是理性的成果。”

“我绝不否认理性的作用”，波意耳说道，“这可能是老生常谈了，但我想再一次引用培根的话：一个哲学家不应该像蜘蛛一样，把理性花在搞阴谋诡计上；他应该像蜜蜂一样，搜集事实，用理性把它们酿成蜜。”波意耳以实验事实为基础来研究科学的观点，获得了科学家的普遍赞同。波意耳在化学科学方面的重大贡献是多方面的，下面仅介绍几条极其重要的。

（一）正确地指出了研究化学的目的

17世纪以前的化学知识，一部分是炼金术的内容，目的在于把贱金属变为黄金或白银；一部分是医药学的内容，目的在于发展医药，治病救人；一部分是化工生产的内容，目的在于增加产品的种类和提高产品的质量。化学研究没有独立性，主要由于没有明确的、正确的研究目的，而是其他部分的附属物。关于研究化学的目的问题，波意耳提出了与以前的炼金术家、医药学家和化工生产者有本质不同的见解。他认为研究化学的目的不是醉心于炼金术和医药，而是在于认识物质的本性。为此就需要进行专门的实验，收集所观察到的事实，使化学从炼金术和医药学中解放出来，发展成为一门专为探索自然界本质的科学。他说：“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。但是我们所说的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不是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。”波意耳的自然观促使人们逐渐认识到，化学是具有自然特性的一门需要积极发展的科学。由于研究化学有了明确的研究目的、范畴和方向，使化学研究彻底地从炼金术、医药学、化工生产中解放出来，大大地推动了化学科学的发展。所以恩格斯高度评价说：“波意耳把化学确立为科学。”直到现在，波意耳所确定的化学研究的目的，对化学的研究和发展仍然具有指导意义。

（二）第一个科学的元素定义

自文艺复兴以后，欧洲出现了资本主义文化思想的萌芽，人文主义逐渐发展起来，提倡以人为本位的个性解放，反对以神为本位的宗教思想。同时科学家又提出了许多封建力量相对抗的观点，冲击着各种旧的自然观。到了17世纪，由于资产阶级的兴起，在欧洲资本主义生产关系逐渐产生，资产阶级民主革命先后在英、法、德、美等国取得胜利，推动了生产力的迅速发展，使工业和科学有广阔的发展前景，大大扩展了人们的思想眼界，促进了人们对自然认识的飞跃。首先在天文学中，随后在力学、光学和生理学中提出了一系列的新学说。这些科学的研究对象从可观察的、可测量的宏观物体和现象，进入到微观领域的研究。在化学中积累了许多知识需要整理，对化学反应过程需要解释。在这个时期波意耳在构成物质本源的研究提出科学的见解。

17世纪以前在物质构成的认识问题上，希腊哲学家亚里士多德提出的“土、水、气、火四元素学说”和医药学家提出的“汞、硫、盐三元素学说”一直在起作用，影响着化学的发展，甚至笛卡儿也相信不疑。但是年轻的波意耳对这个问题十分疑惑，难道亚里士多德和医药学家的见解真正是正确的吗？一切物体都仅仅是由这几种元素构成的吗？如果是这样的话，炼金术为什么不能找到点金石？这个问题应该通过实验来解决。

波意耳用实验证明，黄金不怕火烧，不会被火分解，更不会在火的作用下生成盐、硫或汞，但它可以跟其他金属融在一起变成合金，还可以溶解在王水里，而且所得到的产物经过适当处理黄金又可以恢复原性重现出来。他实验得出把砂子和灰碱两种东西混合在一起，经过加热可以熔化成透明的玻璃；生成的玻璃再也不会分解成土、水等东西。把灰碱和油脂烧煮会变成肥皂，但将肥皂加热所得到的产物却是跟碱和油脂完全不同的渣块。榨压葡萄得到的果汁，经过发酵可以变成酒精，果汁和酒精也都不会变成盐或硫。

波意耳还指出，不少的化学变化都可以说明，同一物质经过不同处理可以转变成其他各种东西。这说明物质的组成和性质是复杂的，既不是亚里士多德所说的四元素，也不是医药学家所说的三元素。他还研究了在冶金和金属加工业中，金属锻烧以后所得的灰渣比金属还重的现象，不是金属分解以后留下的元素，而得到的是比金属本身更复杂的物质。

波意耳通过许多事实的论证后，给元素下了一个比较科学的定义：“我指的元素应当是某些不同任何其他物质所构成的原始的和简单的物质或完全纯净的物质”，“是具有一定确定的、实在的、可觉察到的实物，他们应是同一般化学方法不能再分解为更简单的某些实物。”这是世界上第一个科学的元素定义。由于波意耳想出了化学元素的科学的定义，为人类研究物质的组成指明了方向。

虽然波意耳提出了科学的元素概念，由于时代的局限性，他并没有明确指出那些物质是真正的元素，而且仍然把火、水、气等当作元素。

（三）发展了古代的微粒说

古希腊唯物主义哲学家德谟克利特认为物质是由微粒构成的。到17世纪这个观点重新复活起来，并获得了发展，牛顿、胡克、波意耳都是坚持微粒说的代表人物。关于光线通过棱镜而折射的问题，他们都以微粒作解释，可微粒只是一种推想的东西实际上谁也没有看过。化学家为了解释化学反应过程，也求助于微粒的运动和变化。虽然波意耳深信微粒说，但把它应用于化学却出现了问题。化学物质的性质是多种多样的，反应过程是复杂的，只是用微粒及其运动是难以解释的。他说：“我建议的关于特殊本源的微粒说，其重大困难就在于自然物体实际见到这种繁多的特性会起源于这样少的两种因素，而且简单到只是物质和位移运动，这是不能令人置信的。”他根据盐能溶于水而不能溶于油或汞，但黄金能溶于汞而不能溶于水和油，硫能溶于油而不能溶于水或汞等现象，认为应该在微粒说上面添加一些别的东西以补充其内容。他设想物质的基本微粒有各种不同形态和大小，并以不同的方式运动，或者相互固定在各种不同的次序和排列上，并在它们的细孔里保持着某些流出物或发散物。如同各个字母一样，可以有各种不同的方式组合起来，每个组合体代表一个化学物质。这就是他给微粒说添加的所谓“物体中的变异原理”。波意耳的变异原理，丰富了古希腊以来关于微粒说的内容，发展了哲学家的微粒说。当然波意耳在化学方面的贡献远远不只这一些，这里仅论其重要者，如对酸碱指示剂等化学物质的研究。

与波意耳同时有一位德国化学家贝歇尔（1635－1682年），他对燃烧现象也做了相当多的研究。他认为燃烧是一种分解作用，物质燃烧时，放出其中的“油土”成分后，留下的灰烬是简单的物质。贝歇尔提出的“油土”实际上相当于不久后盛传起来的所谓“燃素”。因此后人认为他是与施塔尔（1660－1734年）共同创立“燃素学说”的化学家。

贝歇尔的学生施塔尔是德国的一位医生兼化学家，曾任哈雷大学医学和化学教授，后任柏林普鲁士王的御医。1703年施塔尔在总结了燃烧的观点，尤其是贝歇尔的观点后，系统地阐述、发挥了燃素学说。燃素学说在化学史上几乎统治了一个世纪，对化学的影响是深远的。

燃素学说认为一切可燃物质中都含一种可以燃烧的要素，即所谓燃素，它在燃烧过程中从可燃物里分散出来，从而发光发热。而空气是带走燃素的必需媒介物，燃烧一定要有空气才能实现。木头富含燃素，能燃烧，燃烧时燃素散逸，剩下灰烬。石头中不含燃素，因而不能燃烧。燃素说把一切与燃烧有关的化学变化都归结为物体吸收燃素与释放燃素的过程。煅烧金属，燃素从中逸出，变成煅渣。煅渣与木炭共燃时，又从木炭中吸取燃素，所以金属再生。燃素学说把金属煅烧过程解释为：金属＋燃素＝煅灰，即认为金属燃烧是分解作用，与波意耳的解释恰好相反。

燃素学说是错误的。“燃素”也是不存在的。施塔尔对燃烧现象（氧化还原反应）作出的解释与现代的观点恰好完全相反。凡我们现在认为是与氧结合的反应，他都认为是燃素被分离出来的反应，但是施塔尔认为，化学反应发生时都有某种东西从一种物质转移到另外一种物质的观点及化学反应中物质守恒的观点，与现代氧化还原反应中发生了电子的转移有着某些相似之处。燃素学说正是利用这种转移的概念，解释了大量的化学现象和反应，把大量的化学事实统一在一个概念之下，因此很快得到当时许多化学家的相信与支持，从而结束了炼金术对化学的控制，使化学获得解放，得到发展。在燃素学说流行的长达一百年时间里，化学家为证实燃素学说、为寻找燃素、为解释各种现象，又做了大量的实验，积累了相当丰富的感性材料，这些都是化学史宝库中的珍贵资料。拉瓦锡和以后的化学家在一定程度上利用了燃素学说信奉者做过的实验（包括普利斯特里和舍勒制造氧气的实验），推翻了燃素学说，建立了正确的燃烧理论。

二、氧气＋氢气＝水汽

与人类朝夕相伴的空气并非是单一的气体，克拉克首先发现了一种弄灭了摇曳烛光的“固定空气”；最轻气体的发现权属谁已经难以考证，那徐徐升起的膀胱成为一大实验奇观；氧气与氮气的发现也不能记在一个人的功劳簿上。

是卡文迪许首先排水集取了氢气；是舍勒等人发现了氧气、氮气；是普里斯特里与小白鼠首次分享了氧气带来的欢畅感觉，但是他们抱着“燃素说”不放，把气体元素的发现与命名权拱手相送。

在17世纪中叶，人们对气体的认识还很肤浅，大多数人都认定空气是单一的气体元素，而其他气体只不过是空气的不同表现形式。到了18世纪，英国人黑尔斯发明了排水集气法，并设计了比较实用的气体收集装置，这成为气体制取与研究的利器，人们陆续发现了二氧化碳、氢气、氯气、氨、氧气、盐酸气、硝酸气等气体。

人类最早接触到的气体是碳酸气（二氧化碳），大约在公元3世纪的中国西晋时期，在《博物志》中就有记载：烧白石作石灰有气体产生，但没有对这种气体做进一步的研究。

1728年，英国化学家克拉克出生在一个酿酒家庭，他对气体非常感兴趣。1755年，他对石灰石燃烧现象做了定量的研究，他反复地把石灰石放到容器里煅烧，然后仔细称量剩下的石灰重量，发现经过燃烧后的石灰石，其重量减少44%。

克拉克改用酸与石灰石作用，并采用石灰水来吸收产生的气体，结果石灰石减重也是44%，他的判断为有气体从石灰石中放出，并把这种气体称之为“固定空气”。

捕捉到“固定空气”后，克拉克就把燃烧的蜡烛、与活蹦乱跳的小老鼠放到盛有“固定空气”的大瓶子里面，结果这种气体扼杀了小老鼠的生命，弄灭了摇曳的烛光。

通过进一步实验，他认为木炭的燃烧与人的呼吸也能产生“固定空气”，并且在空气与自然界的水中也有这种气体的踪影。

1756年，克拉克的论文《关于镁石、石灰石和其他碱类物质的实验》问世，初步分析了“固体空气”的制取和所表现出来的性质。

克拉克的实验表明，气体也像固体与液体一样有多种，气体不是一种元素。克拉克的结论改变了人们对于空气的认识，并引起了人们研究气体的兴趣，这是人类第一次解释了石灰石燃烧减少重量的原因，这个过程没有“燃素”的参与，给“燃素说”以有力的打击。

其实在16世纪时，人们已经接触过一些气体，如在燃烧木炭或酿酒过程中产生的碳酸气；在铜金属溶于硝酸中产生的硝酸气；在开采石油过程中产生的天然气等等。但是人们都认为是空气的一种表现形式，没去捕捉这种气体加以研究。医药化学家帕拉塞斯就曾经发现过一种气体，他的描述是：“把铁屑投到硫酸里，有气体发生出来，就像旋风一样腾空而起。”显然这是氢气。

到了17世纪，比利时医生赫耳蒙特也接触过氢气。稍后波意耳首先收集到氢气，他把铁粒投到稀硫酸中，收集到一种小气泡，到1674年，梅猷用同样的方法也得到过氢气，但两个人谁也没有重视这种异常的“空气”。

1702年《迈厄尼全集》出版，在这本书中提到有一种气体可以在空气中燃烧。1745年时，罗蒙诺索夫也发现了这种气体，并知道它的可燃性，但是没有人收集这种气体而加以系统的研究。

第一个使用排水集气方法制得纯净二氧化碳及氢气（Hydrogen）的是英国化学家卡文迪许。在此之前，曾经有不少人制得过氢气，因此氢气的发现权已经很难说属于谁。

卡文迪许1731年10月出生在英国，自幼丧母，性格孤僻，1749年进入剑桥学习，在父亲的影响下走上了科学研究的道路。他的名利观淡薄，对发表的实验成果以及优先权关注较少，后来在他的手稿中发现，卡文迪许为科学的发展做出了巨大的贡献。

1783年，这位继承了父亲与姑母双份遗产的百万富翁，却出人意料地用大部分金钱购置了实验仪器和书籍，并毫不吝奢地资助其他科学家遇到的经济困难。有一次，年轻的化学家戴维因为铂金属价格昂贵而无钱购买，卡文迪许知道后，就主动送给戴维金属铂，以供他完成实验。

卡文迪许开始关注气体的实验，由于二氧化碳容易溶于水，使用黑尔斯的排水集气法效果很差，他经过多次试验，发明了排汞取气法，并得到了纯净的二氧化碳气体，还测定了二氧化碳气体的比重和溶解度。通过实验，他进一步发现，如果空气中含有1/9的二氧化碳，蜡烛在其中就无法继续燃烧。

1766年，卡文迪许向英国皇家学会递交了一份报告《人造空气实验》，他使用铁、锌等金属与盐酸作用制得了一种非常轻的气体，并使用排水集气法收集了这种气体，当时使用的是猪的膀胱贮存气体，当这种气体充满猪的膀胱时，这个膀胱竟然徐徐地向上升起，成为当时的一大实验奇观。卡文迪许还发现氢气与空气混合会发生爆炸，便称其为“可燃空气”，他测得了这种气体的比重为空气的9%。

卡文迪许是氢气的重要发现人之一，但是他却误入歧途，误认为氢气是燃素与水的化合物，他使用一定量的金属锌、铁、锡与各种酸作用，产生的可燃空气量总是固定的，他兴高采烈地认为，氢气不是来自酸，而是来自金属，“可燃空气”就是金属中的燃素。错误的思想导致卡文迪许失去了氢气的发现权，而把氢气发现者的桂冠戴在了拉瓦锡的头上。

1776年，法国化学家马柯将氢气点燃，并在火焰上放一个小瓷盘，他得到了小水珠；1781年，普里斯特里使用氢气与空气鸣爆也确认有水生成。

氢气的发现在化学发展史上具有重要的地位。它在元素周期表上是首席元素，它的原子核外只有一个电子，所有元素中它是最轻的气体，一升氢气只有0．08988克，与最重的金属元素锇相比，两者相差达25万倍。

氢气早期用于高空飞行，用它充起的气球与汽艇，带着人类进入了一个新的世界。但是氢气易燃易爆，也造成了许多事故，后来就利用氦气来代替它，尽管比氢气重一些，但它的惰性却是令人满意的。

氢气与氧气结伴可产生2500℃的高温，这可使绝大多数金属熔化，工业上常用氢氧焰来切割与焊接金属。

氢气最重要的用途是合成氨，在高温、高压下与氮气化合，再经过一系列的化学反应，最终制成化肥，造福于农业。

英国化学家克拉克在发现二氧化碳之后，又把木炭放在水上的玻璃罩内燃烧，用苛性钾吸收生成的“固体空气”，吸收完成后，仍然有剩余的气体不能被苛性钾吸收，克拉克因为忙于其他的实验，就让他的学生罗瑟福研究这剩余的气体是什么。

罗瑟福生于1749年，此时正投在克拉克的门下研究医学，导师让他研究这未知的气体，他自然偏重这种气体对动物生理反应的研究。

通过一系列的实验，罗瑟福证明这种气体不能被石灰水吸收，也不能被其他的碱所吸收；实验用的小白鼠在这种气体中也无法生存，他把这种气体称之为“浊气”。但是他不承认“浊气”是一种空气的组成部分，更没有意识到它是一种元素。他写了一篇论文《固定空气及浊气导论》，认为“浊气”只不过是被燃素完全饱和了的空气。

《固定空气及浊气导论》问世的1772年，另一位化学家普里特里也做了相关的实验，得出木炭在封闭空气中燃烧时，只使1/5的空气变成了碳酸气，剩下的4/5空气都是“被燃素饱和了的空气”，无法与碳进行化学反应。

普里斯特里1733年3月生于英国一个农民的家庭，在他7岁的时候就失去了母亲，由姑母把他培养长大，并希望他成为一名神职人员。

1755年，普里斯特里在神学院毕业后，已经掌握了德语、希腊语、拉丁语与广博的神学知识，成为一家教会学校的教师，作为一名神职人员，他写过许多宗教与传教方面的书，有近100篇科学论文，1764年，获得了法学博士学位，1767年因为发表了一篇电学论文而进入英国皇家学会，34岁时开始学习化学知识。

普里斯特里的第一个化学成就是制成了苏打水（二氧化碳水溶液），并因此而获得了科普莱奖章，苏达水成为历史上第一个气体化学商品。

有一天，普里斯特里去一家啤酒厂参观，当他好奇地把头伸到发酵啤酒桶内时，却感到一阵窒息，他感到非常奇怪，难道啤酒桶内的空气与人们呼吸的空气不是一样的气体吗？他点燃了一根火柴，小心翼翼地伸到啤酒桶内，结果火柴马上熄灭了。

当时“燃素说”还统治着化学界，空气被认为是一种单一的气体。普里斯特里心存疑虑，他认为肯定是有两种空气存在。他开始设计实验，要证明确实有两种空气存在，终于发现了有别于空气的“被燃素饱和了的空气（氮气）”。

恰在此时，他接到了来自卡文迪许的一封信。卡文迪许把空气通入赤热的木炭，然后用苛性钾溶液洗涤，得到一种比空气轻的气体，这种气体不能维持木炭的燃烧过程，他命名这种气体为“燃素化的空气”。

卡文迪许、罗瑟福、普里斯特里几乎同时发现了氮气，但是他们都无法摆脱“燃素说”的影响，没有认识到这种气体是一种元素。

也是在1772年，瑞典药剂师舍勒也取得了对这种气体的研究成果，他用硫酐吸收空气中的氧气后，得到了一种气体，这种气体比空气轻，能灭火。舍勒称它为“劣质空气”。他还分析了这种气体的性质，第一个证明了“劣质空气”是空气的组成成分之一。

舍勒1742年11月19日生于瑞典的一座海滨城市，父亲是一位商人，他小的时候经常在海滩上玩耍，并把各种海藻收集回来充作药品，他还采集草药，在家里研究这些药物的作用，立志当一名药剂师。

父亲不干涉舍勒的这种爱好，因为当时药剂师的收入也不比经商差。1757年秋天，他离开了家乡到哥德堡的包赫药房当学徒，这是当一名药剂师的必由之路。

包赫的药房规模很大，大楼的第一层是实验室和库房，图书室在库房的旁边，这里几乎收藏了所有当时能找到的药学与化学书籍，挨着图书室就是化学实验室，还有药房门市部与制药室。

在这里，舍勒整天泡在药房、制药室、化学实验室里面，他最喜欢读的一本书是孔克尔著的《实验室指南》，在这本书中，他学会了许多东西，并按照书中提供的配方，反复进行各种实验。

有一天夜深人静时，他在《实验室指南》中读到一段论述，并对这段论述产生了怀疑，舍勒翻过来掉过去，无论如何也不能入睡。一些想法接连不断地在脑海中出现，他按捺不住起身偷偷地来到实验室，找到了盐精（盐酸）及两瓶贴着“黑苦土”的固体开始实验，结果证明这两瓶药品并非都是黑苦土，一种物质是灰色略有光泽，不能同盐精反应，而另一种物质是黑色的。

随着时间的推移，舍勒的实验经验日益丰富，整整6年的学徒生涯，使他成为一名实验高手，通过考试合格后，他终于得到了梦寐以求的药剂师证书。包赫先生挽留舍勒做他的助手，舍勒高兴地答应了。

在包赫药房又过了4年，舍勒转到另一家大药房工作，引起他关注的第一种物质就是酒石，这是一种残留在葡萄酒桶上的残渣。他把酒石与硫酸放在一起加热，酒石逐渐溶解在硫酸中，当这种溶液冷却后，他得到一种酒石酸结晶。

还有一种透明的晶体萤石，与硫酸作用时放出令人窒息的气体，这种气体对玻璃有强烈的腐蚀性，舍勒对这种气体没有印象，就与在皇家图书馆结识的化学家贝格曼进行深入探讨，贝格曼认为这是氟氰酸。

贝格曼非常推崇舍勒的才华与敬业精神，认为舍勒继续留在药房工作会影响他的前途，阻碍他在化学上的发展，就推荐舍勒转到乌普萨拉大学工作。1774年，普鲁士亲王访问瑞典，来到了这所大学，并亲自观看了舍勒的表演，舍勒一一解答了亲王提出的问题，赢得了社会各界的关注。

舍勒继续探讨那两种“黑苦土”的问题，其一是氧化镁无疑，可是那种黑颜色的物质，肯定不会是“苦土”，把盐酸加入这种“黑苦土”中，会产生一种令人窒息的气体。当把硫酸加入时，则产生了一种无色的气体，这种气体具有助燃作用。舍勒认为它是一种燃素化的金属，与硝酸、碳酸钾共熔后，制成的水溶液是紫色的。

紧接着，舍勒试着从各种植物的根中提取溶液，他得到了各种各样的晶体，这些晶体都含有酸味，一共发现了9种有机酸，并创造了有机酸的分离方法，即用无机酸酸化有机酸钙盐沉淀物，得到较为纯净的有机酸。

舍勒从蔗糖中得到草酸（1776年）；从柠檬中得到柠檬酸（1784年）；从苹果中得到苹果酸（1785年）；从五倍子中得到没食子酸（1786年）。

既然可以从植物中得到酸，那么动物体中一定也含有酸，经过艰苦的实验与研究，他从尿中提取出尿素（1776年）；从牛奶中提取出乳酸（1780年）。

舍勒在1763年开始研究普鲁士蓝，用将近8年时间发现了普鲁士酸（氢氰酸），这种酸有特殊的甜味，同时使人咳嗽。1783年，舍勒以二氧化碳、煤与氨为原料制成了氢氰酸，这是世界上第一个有机合成反应。舍勒还合成了“普鲁士蓝”颜料，查明了骨头中含有磷酸盐，并提出从骨头中制取磷酸盐的方法。

舍勒还制备过许多无机酸，其中在1771年制得了氟硅酸；1775年，他把亚砷酐氧化制得了亚砷酸，这种亚砷酸与胆矾（硫酸铜）混合，得到一种美丽的绿色沉淀，这种沉淀可以制成染料，人们称“舍勒绿”。亚砷酸并用锌作用，舍勒制得了无色气体砷化氢；1777年还发现了硫化氢；1781年他用酸处理矿石，得到了钨酸与三氧化钨，他还制得了铂酸。他在研究一种黑色的矿物时，使用硝酸浸泡，得到一种白色沉淀，舍勒称它为“钼土”。

舍勒有一次把脂肪与密陀僧（氧化铅）一起加热，冷却静置后，竟然得到一种甜味的浅黄色液体，因为它甘甜可口，甚至可以代替食糖来调节饮料与酒类的甜度，外表给人的印象是油乎乎的，就称之为甘油。

纯正的甘油在17℃以下时就会变成白色的结晶，而在17℃以上时溶化为液体。但是我们平常见到的甘油却都是液体的，纯净的甘油暴露在空气中时，它会在空气中吸收水分，自然就成为液体了。

舍勒最重要的发现是氧气，氧气的发现对推翻“燃素说”具有决定性的意义。那是在发现“劣质空气”两年之后，舍勒发现了一种“火焰空气”，并找到了一种制备纯净“火焰空气”的方法：把硝石放进曲颈瓶中加热，硝石熔化后，放出了气体，他设法把这种气体转移到瓶中以备做气体的性质实验。

舍勒把带有余烬的磷投入瓶中，磷猛烈地燃烧起来，并发出刺眼的光芒，一声爆炸，舍勒手中只剩下一些玻璃碎片。令舍勒感到惊奇的是煅烧汞灰的实验，当他把氧化汞放到玻璃瓶中煅烧时，红色的汞灰不见了，亮晶晶的水银珠析出来，他检验放出气体的性质，证明它就是“火焰空气”。

舍勒把这个实验结果告诉了他的朋友贝格曼，这位分析化学大师也百思不得其解，按着“燃素说”的理论，金属灰只有吸收燃素才能变成金属，但是金属汞怎么自己跑出来？而“火焰空气”又是如何产生的呢？

恰在这时，拉瓦锡于1774年1月出版了他的著作《物理与化学简编》，并以此书赠瑞典科学院及舍勒先生，舍勒马上回信，为感谢拉瓦锡的赠书，谈了他关于火焰空气的发现与制取方法，指明这是一种新发现的气体。

舍勒这些实验结果记述在《论火与空气》一书中，这本书定稿于1775年12月，交给了出版商准备出版，因为同时出版印刷的贝格曼著作延时的交稿，使舍勒的《论火与空气》一直拖到1777年才问世。

此时瑞典的国王正在欧洲旅行，听说国内的化学家舍勒在整个欧洲名气很大，就决定发给他一枚奖章，但是负责此事的官员认为既然是有名气的化学家，一定是在高等学府或是研究院。

发奖的结果令人捧腹，这枚奖章错发给斯德哥尔摩科学院一个也叫舍勒的科学家，此时正在小镇上当药剂师的舍勒一笑了之，对功名利禄全然不放在心上，继续研究他的化学。

在1777年舍勒的《论火与空气》发表后，他已经有足够的稿费，能够买下一座药房。于是舍勒就正式向他多年的挚友玛格丽特求婚。

原来在两年前，著名药剂师波尔过世时，舍勒被推荐到这家药房继任经理职务，波尔的妻子玛格丽特贤惠貌美，她把一部分房屋让出来给舍勒作实验室，舍勒从此埋头于科学研究，在与玛格丽特的接触中，两人产生了感情，并逐渐演变为爱情，但是舍勒把爱埋在心里，直到今日事业有成、经济宽裕之时才重新提出与玛格丽特的婚姻问题。

“玛格丽特，我现在已经不是一个经理了，我已经拥有了自己的药房，可以称得上是富裕的人了，我有资格向你求婚吗？你愿意做我的妻子吗？”

“当然，我非常爱你，你现在是我唯一的亲人，但是我丈夫才过世二年，你不要操之过急。”

舍勒明白了玛格丽特的心意，也就没有再提这件事，转而全身心地投入到化学研究中，在玛格丽特的支持下完成了一系列的化学发现。

忘我的工作，长年累月的辛劳，使舍勒染上了脚疼病，玛格丽特就精心照料他，后来舍勒又患上了哮喘病，到1786年春天，舍勒觉得病体稍有好转，就对玛格丽特说：

“亲爱的，只要我能站立起来，我们就马上结婚。”

“是的，你安心养病吧。”

“就定在这个星期日吧。”

到星期日时，舍勒请来了亲朋好友，与玛格丽特举行了订婚仪式，但是不久舍勒的病情进一步恶化，他再次对玛格丽特说：

“看来我活不多久了，你去把牧师请来，咱们就在家里举行婚礼吧，我们相依为命11年，我要在上帝面前履行我的诺言，同时也可以名正言顺地把遗产留给你。”

1786年5月19日，舍勒与玛格丽特举行了婚礼，两天后，年仅44岁的舍勒就告别了他亲爱的夫人，与世长辞。舍勒的一生为气体化学的发展做出了杰出的贡献，他不仅制取了氮气和氧气，还证明了它们均是空气的组成部分，他还发现了氯气、氨气和氯化氢体。

几乎在舍勒发现氧气的同一时间，1774年8月1日，普里斯特里利用一个直径12英寸、焦距20英寸的大凸透镜聚日光加热汞灰。他看到汞灰中有涌动的迹象，是气体在冒出，普里斯特里一阵激动，渐渐地有汞珠出现，是氧化汞分解为汞了。他收集冒出的气体，并把红热的木炭放进这种气体中，眼前一片耀眼的光芒闪现，这种气体肯定不是空气。

其实在17世纪时，已经有人通过燃烧与呼吸作用的研究，认识到空气中含有两种截然不同的气体，如荷兰化学家德莱贝尔就曾经使用硝石加热制得了氧气，但可惜的是他没有对这种气体的性质进行深入的探讨。

普里斯特里把小白鼠放入这种气体中，看状态，小白鼠在里面舒服极了，真是一种奇特的气体，他也情不自禁地用吸管吸入一些这种气体，立即感到一阵轻松，他马上记录下他的感受，“这种气体一经吸入，身心觉得十分轻快舒畅，也许这种纯洁的空气在若干年后会成为时髦的奢侈品，不过现在，只有一只小白鼠和我在分享它所带来的欢乐。”

普里斯特里也是“燃素说”的信徒，他把这种气体称为“失燃素空气”，并在1776年发表了研究成果，他的研究成果比舍勒的研究成果较早地为世人所知（舍勒的著作迟在1777年问世），因此产生了较大的影响。

普里斯特里在化学与物理学方面的研究成果，使他入主法兰西科学院名誉院士，并在1780年当选为彼得堡科学院名誉院士，不过受“燃素说”影响极深的普里斯特里认为，氧气和氮气的差别在于前者不含有燃素，而后者却被燃素饱和了，普通空气则介于二者之间。

尽管舍勒与普里斯特里已经发现了氧气，但是他们没有再向前走一步，向“燃素说”宣战，而是维护“燃素说”的地位，普里斯特里晚年的时候，还写了他生平最后一本论著《论燃素》。

其实舍勒的“火焰空气”与普里斯特里的“失燃素空气”为同一物质，它就是在1777年被拉瓦锡命名的氧气（Oxygene/成酸的元素）。

在对气体的研究过程中，普里斯特里使用铁与稀硝酸反应，利用排水银集气法，制得了“硝酸空气（一氧化氮）”，当他把集气瓶打开，俯下身去嗅这种气体的味道时，他感到意外，无色的气体迅速挥发并变成一种红棕色的气体（二氧化氮），这种气体有强烈的硝酸气味。

他还制得了碱空气（氨）、盐酸空气（氯化氢）、二氧化硫等气体，并在1774年制得了氟化氢、氟化硅，1796年制得一氧化碳，他前后发现、制取了10种气体，为气体化学的发展奠定了基础，被世人誉为“气体化学之父”。

经过多年的研究工作，普里斯特里开始著书立说，并完成了巨著《论各种不同的空气》，对他多年的气体研究工作进行了总结，全书共分三卷，不仅介绍了自己的研究工作，还介绍了克拉克与卡文迪许等人的气体研究成果，极大地丰富了气体化学。

普里斯特里采用水吸收二氧化碳的方法制成了汽水，并出版了《用固定空气使水饱和的方法》，还译成了法文本。

普里斯特里的正式职业是牧师，业余爱好是化学研究，没有想到的是业余爱好却使他名扬天下。当法国大革命发生后，普里斯特里为宣传革命到处发表演说，结果遭到反对派的迫害，住宅一夜之间化为灰烬，他不得已迁往伦敦居住，最后又移居美国，1804年2月6日，在美国逝世。

美国为了纪念他为化学做出的贡献，把他的住宅改建为博物馆，并且在博物馆旁边使用耐火材料另建了一座房子，陈列着许多当年的化学仪器，多数都是普里斯特里亲手制作的，著名的“大透镜”也在其中。

氧气问世后，“固定空气”组成之谜也被揭开了，他把氧气与碳放在一起燃烧，生成了一种气体，这种气体当然就是由氧与碳组成的。后来通过更为精确的实验，他证明了“固定空气”中的碳、氧元素比例为1∶2，化学上称为二氧化碳。到此历经了1500年的二氧化碳终于揭开了它神秘的面纱。

氧气问世后，卡文迪许将氢气与氧气用电火花引爆，认为大约2份体积的氢气与1份体积的氧气恰好化合成水，但是他还是抱着“燃素说”不放，说“水是一种元素，氢是含有多余燃素的水，氧是缺少燃素的水。”

他在进行氢气与氧气（不够纯净）的反应时，制得了水，但是他发现水有酸性味道，就经过一系列化学处理，得到一种硝酸盐，他认为这是氮气与氧气反应生成一氧化氮溶于水后产生的硝酸，由此证明氮元素是硝酸的组成之一。

1789年，卡文迪许测定出地球的平均密度是水的5．481倍，从而计算出地球的质量与万有引力定律的恒量G，成为牛顿以来对引力科学的最大贡献，一时轰动英国。

1810年3月10日，卡文迪许与世长辞，享年79岁。他留下的遗产为英国剑桥大学建了一座世界上第一流的物理实验室，并被命名为卡文迪许实验室。

卡文迪许一直没有结婚，把他的毕生精力献给了科学事业，有人非常形象地评价这位科学家：“有学问人中最富有的、富有人中最有学问的。”他一生的科学成就概括起来主要有七个方面：

（1）找到气体的收集方法；

（2）研究了氢气的性质；

（3）确认了水的组成是氢气和氧气；

（4）证明了硝酸的组成；

（5）发现了氮气；

（6）对热现象与电学进行了研究；

（7）测定了地球的平均密度。

18世纪的气体发现波澜壮阔，为拉瓦锡的“氧化学说”的出世奠定了基础，为“燃素说”的寿终正寝掘好了坟墓。

克拉克认为酸与石灰石作用产生的气体，石灰石煅烧放出的气体都是空气的一种表现形式，并命名为“固定空气”。

“可燃空气”不是来自酸，而是来自金属，它就是金属中的燃素。这就是后来为拉瓦锡命名的氢气。

罗瑟福发现了“浊气”，认为只不过是“被燃素饱和的空气”；卡文迪许认为这种气体是“燃素化的空气”。普里斯特里也认为是“被燃素饱和了的空气”。舍勒称它为“劣质空气”。其实他们发现的气体就是后来被拉瓦锡命名的氮气。

舍勒最先发现了“火焰空气”，但是他仍然没有认识到燃烧的本质，而是错误地把火看成是“火焰空气”与“燃素”的结合体；普里斯特里却认为是“失燃素空气”其实就是后来被拉瓦锡命名的氧气。

拉瓦锡是何许人也？他戴上了氢气元素发现者的桂冠；他借助几个人对氮气的研究成果，摆脱了“燃素说”的束缚，获得了氮元素的命名权；他利用舍勒与普里斯特里对氧气的实验结果，从理论的高度创造了“氧化学说”，真是化学界的天才，可是天才却落得一个化学史上最悲惨的结局。