Những học thuyết hóa học đầu tiên (Phần 1 - Thuyết nhiệt tố)

Một thời gian dài vật lý bị bó hẹp trong lĩnh vực cơ học, để nghiên cứu nó người ta sử dụng chủ yếu là phương pháp định lượng. Trong khi đó để mô tả các đối tượng và các hiện tượng trong hóa học họ lại sử dụng phương pháp định tính. Việc sử dụng phương pháp nghiên cứu định lượng, mà trước tiên phép cân đã trở thành một bước đi đầu tiên để hóa học trở thành môn khoa học thực sự.
Cho đến giữa thế kỷ XVII các nhà khoa học tự nhiên chưa dành sự quan tâm cần thiết cho việc phân tích hóa học mà chỉ hạn chế trong việc phân tích khảo nghiệm kim loại và một vài hợp chất. Robert Boyle xem hóa học "không giống như bác sĩ, không phải là một nhà giả kim thuật, mà cần xem nó như là một triết gia", không thể chỉ sử dụng một cách hệ thống vài phản ứng để nhận biết các chất, mà còn cần nghiên cứu định lượng các phản ứng hóa học. Do ảnh hưởng của truyền thống giả kim thuật, Boyle đã nghiên cứu hiện tượng của quá trình đốt cháy, nung  kim loại và quá trình hô hấp. Ông nhận thấy rằng khi đốt cháy các chất hữu cơ luôn tạo thành nước. Ngoài ra, bằng cách sử dụng phép cân đong, ông đã chỉ ra rằng khi nung kim loại dẫn đến làm tăng khối lượng. Hiện tượng này đã đưa ông đến với ý tưởng về sự tồn tại của các "hạt lửa", có vẻ như tham gia vào quá trình oxy hóa một thành phần nào đó của không khí. Nhiều nhà nghiên cứu khác không đồng ý với quan điểm của Boyle, trong đó có cả Lomonosov, người giả định sự tồn tại của "các hạt không khí." 

 

 

Georg Ernst Stahl (1659-1734) - nhà hóa học và bác sĩ người Đức, bác sĩ của vua Prussia. Trong thời gian 22 năm làm công tác giảng dạy ông đã đào tạo được rất nhiều học trò, những người mà sau này trở thành những tuyên truyền viên cho thuyết nhiệt tố của họ.

Vào giai đoạn thế kỷ XVII-XVIII học thuyết hóa học đầu tiên đã xuất hiện - thuyết nhiệt tố (phlogiston theory). Nhà hóa học Đức và bác sĩ Johann Joachim Becher (1635-1682) đã để ý đến sự biến đổi khối lượng kim loại và các chất khác khi bị nung nóng. Trong cuốn sách "Vật lý ngầm", được xuất bản năm 1669, ông đã trình bày quan điểm cho rằng tất cả khoáng chất (bao gồm cả kim loại) chứa ba loại "đất" khác nhau là: dạng thủy tinh, dạng cháy (hoặc chất béo) và dạng dễ bay hơi (hay thủy ngân). Becher kết luận rằng kim loại trong quá trình nung và chất cháy trong quá trình cháy làm mất "đất cháy".
Quan điểm của Becher là cơ sở cho sự ra đời lý thuyết nhiệt tố, những luận điểm chính của lý thuyết này được xây dựng bởi nhà khoa học Đức E.Stahl. Thuyết nhiệt tố dùng để để giải thích quá trình cháy và quá trình oxy hóa. Theo lý thuyết này, tất cả các chất đều chứa nhiệt tố (Từ tiếng Hy Lạp "Flogistos" - dễ cháy), nhiệt tố này sẽ bị mất khi cháy và nung nóng. Ví dụ, các kim loại khi bị nung nóng  sẽ nhường  nhiệt tố, và chuyển thành oxit, còn khi thêm vào quặng một lượng nhiệt tố từ than sẽ thu chất chưa bị ôxy hóa – đó là kim loại. Bởi vì quá trình ôxy hóa một chất khối lượng của sản phẩm lớn hơn khối lượng chất bị oxy hóa, nên nhiệt tố (phlogiston) được bổ chính thêm là "khối lượng âm". Người ta cho rằng, nhiệt tố tồn tại với tư cách là một dạng vật chất chỉ khi nào nó được kết hợp với các chất khác trong những vật phức tạp, còn khi nung nóng những vật thể  này nó được biểu hiện dưới dạng lửa. Nhiều nhà hóa học cũng đã cố gắng thử tách nhiệt tố tự do ra khỏi vật thể phức tạp.
 Những người ủng hộ lý thuyết của nhiệt tố gọi các oxit kim loại là những nguyên tố, xem chúng giống như kim loại không có nhiệt tố. Trái lại, kim loại được coi là hợp chất của các nguyên tố (các oxit kim loại) với nhiệt tố. Vì vậy, phản ứng oxy hóa là sự mất đi nhiệt tố, và phản ứng khử – chính là sự thu nhận nhiệt tố. Sự đơn giản của lý thuyết này giúp cho việc giảng dạy hóa học trong các trường đại học được dễ dàng, góp phần không nhỏ trong việc phổ biến nó ra trong giới khoa học.