（第一节）燃烧与金属的焙烧
燃烧与金属的焙烧这两类化学变化，因为它们被平行地研究，并且有相同的起因，为了方便起见，可以放在一起来描述。
炼金家极其看重热对物质的作用，在他们的著作中描述了各式各样的炉子以及利用它们所做的实验(图26)。
图26化学家的炉子（附两个蒸馏罐）的画图，著名艺术家列奥纳多·达·芬奇所绘
除了金和银以外，所有金属在敞口的坩埚中加热会发生变化，剩下的渣滓叫烧渣(拉丁文calx，生石灰)。早在16世纪，人们就已经注意到，烧渣要比金属还重，通常把这点解释为：某种“灵魂”从金属中跑掉；或者物质变得更加密集；或者从火中吸收进来某种酸；或者火具有重量，被金属吸收以后就形成烧渣。进一步研究燃烧和焙烧的是波意耳、胡克(Hooke)和梅猷，他们常被称为“牛津化学家”，因为他们一生中都有些时候在牛津工作，胡克和梅猷还是牛津大学的毕业生。
（第二节）波意耳
罗伯特·波意耳1627年生于爱尔兰的利兹莫尔堡，1691年死于伦敦。他的父亲理查德·波意耳是伯爵考克一世。罗伯特在伊顿求学，其后游学欧洲大陆，1644年回国，这时父亲死去，财产也失掉了，于是他退隐到多尔塞特郡的斯塔尔布里季的家宅中，过着十分简朴的生活。1654年他移居牛津，在高街与大学学院相邻的住宅里，同他的助手罗伯特·胡克一起进行一段时期的抽气机及燃烧等实验研究工作。1668年，他移居伦敦，同他的姊姊兰内拉夫子爵夫人住在一起，在保尔林阴路的住宅后面建立了一个实验室。波意耳是最早的皇家学会会员之一。皇家学会在1644年到1665年成立，1662年从查理二世那里接受特许状。1680年波意耳被选为皇家学会主席，但他谢绝就职，于是瑞恩就任此职。
波意耳的身体很坏，他好用从各方面搜集来的处方为自己和朋友配药，据说“他在国外时，随气温的变化，披上不同的斗篷，为此，他总随身带着他的温度计”。他不重视贵族头衔，规避一般事务，情愿在平静和高尚的科学研究(包括科学在冶金、医药、制造化学药品、染料及玻璃方面的应用)中度过一生。
波意耳的著作极其浩繁，柏奇(BirCH)把它们收集起来，于1744年出版(五卷，对开版；或六卷，四开版；1772年)；肖编辑了他的著作的便于使用的节略本(三卷；四开版，1725年)。许多著作的单行本大都同时用拉丁文和英文发表，从而使他在欧洲大陆很有名气。
他描述他的所有实验都是非常清楚的，这和他的同时代人(像格劳伯等人)大不相同。
把波意耳称为近代化学的奠基者有三个理由：
(1)他认识到化学值得为其自身目的去进行研究，而不仅仅是从属于医学或作为炼金术去进行研究——虽然他相信炼金术是可能成功的；(2)他把严密的实验方法引入化学中；(3)他给元素下了一个清楚的定义，并且通过实验证明亚里士多德的四元素和炼金家的三要素(水银、硫磺和盐)根本不配称为元素或要素，因为其中没有一个可以从物体(例如金属)中提取出来。在若干方面，范·海尔孟比他占先，他仔细地研究过范·海尔孟的著作并且常常被当做权威来援引。
波意耳关于元素的看法大都叙述于《怀疑的化学家：或化学-物理的怀疑和悖论，涉及炼金家普遍推崇并为之辩护的而又为化学家通常认为实在的种种要素》，1661年伦敦版，1680年第二版(匿名发表)。近收入《人人丛书》重印。
图27奥托·封·葛利克的抽气机在图的左下方。右下方是为称空气重的球。右上方是有名的“马德堡半球”。(封·葛利克的书的雕版题额，阿姆斯特丹，1672年)
波意耳是出色的实验家，改进许多当时常用的仪器。他应用马德堡的市长奥托·封·葛利克在1654年发明的抽气机(图27)，做了许多减压作用的实验。其中特别是波意耳描述了减压蒸馏以及进行这个过程的装置(图28)。《怀疑的化学家》一书不足以充分了解他的实验技巧，为此必须查阅他的其他著作。
《怀疑的化学家》虽相当冗长，但是好读，其中穿插了一些幽默的语句，使该书更有生气，例如，他把炼金家比成“所罗门的塔希施船队的船员，他们带回家……不仅仅有金、银和象牙，而且还有猿猴和孔雀”，因为炼金家的理论“像孔雀开屏一样，既不可靠也无用处；又像猿猴，如果它们表面看来似乎有点道理，那就一定为这个或那个荒谬之处所玷污”，这就使得他们显得很可笑。
（第三节）波意耳论元素
波意耳在《怀疑的化学家》中说，盐、硫磺、水银不能从黄金中提取出来。“我用升华法，不难把黄金碾成相当长的红色晶体；用许多其他办法也可以把黄金隐蔽起来，组成一些既与金子的本性极不相同而又彼此性质也大不相同的物体，但是这些物体以后都可以还原成它未成混合物前的、同一数量的、黄色的、固定的、有重量的、有延展性的黄金。”同样，对水银也是如此。所以“黄金和水银的颗粒，尽可以不是最小的物质粒子的初级结合体，而是明显的混合物体，它们能在几种极不相同的物体的组成中同时出现，而不丧失它们的本性或构造，它们的聚集也不由于与它们结合的组分或成分的分离出去而被破坏”。在硝酸铜中，铜也是被蒙蔽起来的，通过加热可以把硝酸赶出去，铜就可以沉淀出来。我们记得，范·海尔孟已经表示过这种想法。
波意耳把元素定义如下：
“我说的元素的意思和那些讲得最明白的化学家们说他们的要素的意思相同，是指某种原始的、简单的、一点也没有搀杂的物体。元素不能用任何其他物体造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物的成分，也是完全混合物最终分解成的要素。”所谓“完全混合物”，他是指与机械混合物不同的化合物。“元素及要素”的意思是指“那些原始的和简单的物体，混合的物体由它们组成并且最终分解成它们”。他相当冗长地论证：以前使火作用在物体上作为把它分解为元素的方法，实际上并不适于达到这个目的。
波意耳关于化学元素的讨论，没能像我们所希望的如他那个时代所能达到的那样清楚和确定。他似乎仍然认为各种元素是由某种原始物质造成，各种元素的性质差别是由原始物质的粒子的形状和运动的不同所造成的：
“物质的亲和力及由此而来的自然现象，绝大部分似乎依赖于物体的微小组分的运动和机构”，所以“造物主没有必要先有元素，然后再用这些元素造成我们所谓混合物的物体”，且“物体的差别仅仅依赖于它们共同的物质组织起来的方式……所以，按照物质的各微小组分彼此推拒，相互作用，就产生这种或那种名称的物体”。
假使波意耳把他认为符合他的元素定义的物体如金、银、硫磺用表开列出来，无疑会有一些化学家懂得他的意思，但是他却把事情说得太含糊，并且他从来也没有说过他认为那些东西是元素。
值得注意的是，波意耳相信原子学说。他还认为化合作用是在基本粒子之间发生，对化学亲和力也有一些不错的想法。他说：
“存在这样的粒子团，其中粒子并不是非常紧密地附着在一起，但这些粒子可以在另一种微粒中相遇，同其中一些微粒结合，比这些粒子彼此之间的结合更为紧密。”
波意耳重复范·海尔孟的证明水可转变为土的实验，他不用柳树，代之以长得更快的vegetable maltow，但是他得出的结论是它的物质大部分来自空气中漂浮的尘埃粒子。范·海尔孟认为气体不能收集在容器之中，而波意耳证明这能办到：只要用一个充满稀硫酸的瓶子倒置在盛着稀硫酸的盘子上，就可以从铁钉上把气体(氢)收集在瓶中。他说：“玻璃瓶中的空腔被空气所占据，因为空气有弹性，液体就不能再占有早先的位置。”他也用稀硝酸这样做，从而制得一氧化氮。
（第四节）波意耳定律
波意耳对空气压力的效应很感兴趣，这使他在1662年发现以他的名字命名的定律：气体的体积与压力成反比。他在压强大于大气压和压强小于大气压两种情形下都用实验证明了这个定律，在前一情形用的是有名的、盛有水银的U形管，后一情形用的是一个直的盛有水银的玻璃管，它可以立于水银槽上，上端界定一些空气。这定律有时也叫马略特定律，但马略特一直到1679年才叙述这条定律，已经不能认为是新发现的了。为了说明空气的可压缩性，波意耳把空气粒子比作小弹簧、羊毛片或小海绵，在空气柱中较低处的“弹簧”受到其上面空气重量的压缩。(马略特用同样的比喻。)
他也说过，压力可以解释为粒子的运动(如笛卡儿所假定的)：“宇宙物质(以太)不停的扰动引起在它里面浮游的粒子彼此绕转，使得每一个颗粒力图把进入围绕自己中心的、自己运动所必须的一个小球范围的其他粒子赶出去。”——这是对笛卡儿的著名的涡旋学说的良好叙述。
波意耳推断空气至少由三部分组成：
(1)水蒸气和活的动物排出的蒸汽；
(2)一种非常细小的产生光的感觉的地磁射气；
(3)一种可压缩、能膨胀、有重量、能折光的流体。
（第五节）波意耳的燃烧实验
波意耳的燃烧实验，最初是同胡克一起合作的——胡克是他在牛津的助手，曾于1659年改进奥托·封·葛利克1654年发明的抽气机。
波意耳在《关于火焰与空气的关系的新实验》中叙述在一个抽空的接收器中的燃烧实验。实验方法是把红热铁板放在钟罩下，用抽气机抽掉钟罩内的空气，然后，用一个固定在钟罩颈部的装置把可燃物质降落到热板上。如用纸卷上硫磺下降到纸板上，只见冒烟不见着火。但是，当放进空气时，波意耳看见“仿佛是各式各样的小火花，由其蓝色知为硫磺火焰”。他描述过蜡烛火焰及燃氢的火焰的熄灭，这促使他产生火焰不能没有空气而存在的想法。他用氢做的实验很有趣：
“把一种挥发性极大、有盐分的刺鼻液体(氢氯酸)滴到钢的锉屑上，混合物逐渐变热，从盛着它的玻璃瓶中放出非常臭的蒸气，这种蒸气可用烛焰点着，并能继续燃烧很长时间；我们把它通到接收器中，初次吸出空气时，它燃烧较以前更爆；同样进行第二次，第三次；但它跑光以后，即使通入空气，也不能再点着了。”
后来莱梅里在1700年也描述过从铁和稀硫酸作用放出的氢的燃烧现象，认为：巴拉塞尔士知道氢的可燃性这种说法是不正确的，但在杜尔凯·德·麦尔内(1655年死在切尔色)的著作中却是这样说的。
但是，波意耳用火药得到非常奇妙的结果。落在真空中的热板上的火药粉慢慢燃烧，并不爆炸；“我们看见十分宽的蓝火焰，像硫磺焰，它延续时间如此之久，以致我们都感到非常奇怪”。在真空中，一个火药环只在受火镜加热的地方才燃烧，但通入空气时，呼的一下子，全部都烧掉了。把火药放在鹅翮中，也可在水下燃烧。把雷酸滴在真空中的热板上也会一下子爆炸。
波意耳起初认为制作火药的硝石晶体中，混进一些空气，但他用了在真空中结晶的硝石制成的火药也得到了同样的结果。于是他得出结论：同硝石混合的物质，甚至在没有空气的地方也能燃烧，把硝石加热可以得到“与空气相仿的活化蒸气”。雷酸是由硝酸制成的。
波意耳说过(1681—1682年)，把磷封闭在玻璃管中，辉光会逐渐消失，因此他得出结论：“空气有一些活性物质不是被磷的烟雾消耗掉，就是被它驯化。”
（第六节）波意耳的焙烧实验
1673年，波意耳发表他的《使火与焰稳定并可称重量的新实验》，其中描述在空气中焙烧金属，其重量增加。在他之前人们已经知道这个事实了，16世纪的卡尔丹(cardan)及其他人都提到过它。波意耳发现8盎司的一块锡在敞口烧瓶中加热，重量增加18喱，他试验把锡放在甑中称重，封上口再加热，但空气膨胀把甑爆裂，“发出鸣炮般的声音”。于是他在敞口甑中加热2盎司锡，当尽可能多的空气被加热赶出以后，再封瓶。于是加热焙烧锡，然后冷却，截掉瓶口，波意耳“听见外边空气冲进来，因为把容器封口时，其中的空气已经非常稀薄了”。他忽略了由他的实验方法导致的空气的吸收，就下结论说，重量增加12喱是“从火对金属作用得到的”。彼意耳认为火中的火粒子穿过玻璃被金属所吸收，从而推断火有重量。他还做出重要的观察：烧渣的密度小于金属的密度。
波意耳用来解释焙烧金属重量增加的理论，即火中有重量粒子的固定(《怀疑的化学家》)，也为贝克、莱梅里和其他人所接受，但在1679年遭到谢吕宾·德·奥尔良，即弗朗索瓦·拉塞莱的批评，他不同意的地方是因为他认为波意耳应该在打开甑以前就该称过，并论证有重量的物质不能穿过玻璃。波意耳在一封谈到谢吕宾的信中，他作出一个惊人的陈述。说他曾经试验过在打开甑之前先称，也得到重量增加的结果。昆刻尔曾证明波意耳的理论站不住脚，他证明一块铁红热时和冷却时是一样重，波尔哈维也做过类似的实验。
波意耳在他的《固定性的机械原因或产生》中说，在空气中焙烧汞生成红色沉淀物(氧化汞)，但“如更强更猛烈地加热……不用任何外加挥发剂，这沉淀不难还原成流动的水银。如果化学家和医生同意什么东西也没有加入就生成这种沉淀，那就很难解释从水银得到的物体的固定性和稳定度；因为什么物体也没有加进去，仿佛除了机械变化以外什么也没有进行……虽然，我承认我不是没有忖度到，以哲学的严格，这种沉淀不能自发地产生，而是一些有穿透性的火的粒子，特别是盐的粒子可能同水银颗粒相结合”。
（第七节）胡克
