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。
