On sekizinci yüzyılın ortalarına kadar kimya, simyanın mirasını taşıyan ve tutarlı bir kuramdan yoksun bir uğraş alanıydı. Simyacılar yüzyıllar boyunca sıradan metalleri altına dönüştürmenin ve ölümsüzlük iksirini bulmanın yollarını aramıştı. Bu çabalar başarısız olsa da damıtma, süzme ve kristallendirme gibi pek çok laboratuvar tekniğinin gelişmesine katkıda bulundu. Ancak maddelerin neden ve nasıl dönüştüğüne dair açıklamalar hâlâ büyük ölçüde gizemli kavramlara dayanıyordu. Kimyayı modern bir bilime dönüştüren en önemli adımları atan kişi, Fransız bilim insanı Antoine Lavoisier oldu.

Lavoisier'nin döneminde, yanma olgusunu açıklamak için flojiston kuramı adı verilen bir görüş yaygındı. Bu kurama göre yanabilen maddeler, flojiston adı verilen görünmez bir öz taşıyordu. Bir madde yandığında bu öz havaya salınıyor ve geriye kül kalıyordu. Kuram, odunun yanarak hafiflemesi gibi bazı gözlemleri açıklıyor gibi görünüyordu. Ancak bazı metaller ısıtıldığında hafiflemek yerine ağırlaşıyordu. Kuramın savunucuları bu çelişkiyi açıklamak için flojistonun bazı durumlarda negatif ağırlığa sahip olabileceği gibi zorlama açıklamalara başvuruyordu.

Lavoisier'nin en önemli silahı, son derece hassas bir teraziydi. O, kimyasal tepkimelere giren ve tepkimelerden çıkan bütün maddeleri titizlikle tartmanın önemini kavramıştı. Yanma deneylerini kapalı kaplarda gerçekleştirerek, tepkime sırasında havadan alınan ya da havaya verilen maddeleri de hesaba kattı. Bu deneyler, metallerin yandığında ağırlaşmasının nedeninin, havadan bir şeyin alınarak metale bağlanması olduğunu gösterdi. Kapalı bir kapta yapılan deneylerde ise kabın toplam ağırlığı tepkimeden önce ve sonra değişmiyordu.

Bu gözlemler, Lavoisier'yi kimyanın en temel ilkelerinden birine götürdü: kütlenin korunumu. Bu ilkeye göre kimyasal bir tepkimede madde yoktan var edilemez ve var olan madde yok edilemez; yalnızca biçim değiştirir. Tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, tepkimeden çıkan maddelerin toplam kütlesine eşittir. Bu ilke bugün kimya derslerinde basit bir gerçek olarak öğretilse de dönemi için devrim niteliğindeydi ve kimyayı ölçüme dayanan nicel bir bilim hâline getirdi.

Aynı dönemde İngiliz bilim insanı Joseph Priestley ve İsveçli kimyacı Carl Wilhelm Scheele, birbirinden bağımsız olarak, yanmayı son derece güçlü biçimde destekleyen bir gaz elde etmişti. Priestley, bu gazın içinde mumların daha parlak yandığını ve farelerin daha uzun süre yaşadığını gözlemlemişti. Ancak Priestley, flojiston kuramına bağlı kaldığı için bu gazı flojistonu alınmış hava olarak yorumladı. Lavoisier ise bu gazın, yanma ve solunum sırasında maddelerle birleşen ayrı bir element olduğunu anladı ve ona oksijen adını verdi.

Lavoisier'nin oksijene dayanan yanma kuramı, flojiston kuramının yerini aldı. Yanma, artık bir maddenin flojiston kaybetmesi olarak değil, oksijenle birleşmesi olarak açıklanıyordu. Lavoisier ayrıca solunumun da yavaş bir yanma süreci olduğunu ileri sürdü. Bir kobayla yaptığı deneylerde, hayvanın soluduğu oksijen ile ürettiği ısı arasında bir ilişki bulunduğunu gösterdi. Bu çalışmalar, canlıların enerji üretiminin kimyasal süreçlere dayandığı düşüncesinin öncüleri arasında yer aldı.

Lavoisier'nin bir diğer önemli katkısı, kimyanın dilini yeniden düzenlemesiydi. O dönemde maddelerin adları çoğu zaman keyfi, karışık ve simyadan kalma ifadelerden oluşuyordu. Aynı madde farklı adlarla anılabiliyor, adlar maddenin bileşimi hakkında hiçbir bilgi vermiyordu. Lavoisier ve meslektaşları, maddelerin adlarının onların bileşimini yansıtacağı sistematik bir adlandırma yöntemi geliştirdi. Bu yöntemin temel ilkeleri, bugün kullandığımız kimyasal adlandırmanın temelini oluşturur.

Lavoisier, 1789 yılında yayımladığı kimya kitabında element kavramını da yeniden tanımladı. Eski Yunan'dan kalma toprak, su, hava ve ateş olmak üzere dört element düşüncesinin yerine, kimyasal yöntemlerle daha basit maddelere ayrıştırılamayan maddeleri element olarak kabul etti. Bu tanıma dayanarak otuzu aşkın elementin listesini yayımladı. Listede ışık ve ısı gibi bugün element olarak kabul edilmeyen bazı kavramlar da yer alıyordu; ancak tanımın kendisi, modern kimyanın temel taşlarından biri oldu.

Lavoisier'nin bilimsel çalışmaları, eşi Marie-Anne Paulze Lavoisier'nin katkılarından ayrı düşünülemez. Marie-Anne, kocasının deneylerine yardım etti, laboratuvar kayıtlarını tuttu ve deney düzeneklerinin ayrıntılı çizimlerini yaptı. İngilizce bilmeyen Lavoisier için İngiliz bilim insanlarının çalışmalarını Fransızcaya çevirdi. Bu çeviriler, Lavoisier'nin rakiplerinin görüşlerini yakından takip etmesini sağladı.

Lavoisier'nin yaşamı trajik bir biçimde sona erdi. Bilimsel çalışmalarını finanse etmek için, Fransız kraliyeti adına vergi toplayan özel bir kuruluşta yönetici olarak çalışmıştı. Fransız Devrimi sırasında bu kuruluşun yöneticileri halk düşmanı ilan edildi. Lavoisier, 1794 yılında giyotinle idam edildi. Ünlü bir matematikçinin, o başı kesmenin yalnızca bir an sürdüğünü, ancak benzerini yetiştirmenin belki bir yüzyıl alacağını söylediği aktarılır.

Lavoisier, bugün modern kimyanın babası olarak anılır. Onun mirası, yalnızca keşfettiği ilkelerde değil, kimyaya kazandırdığı yöntemde yatar: dikkatli ölçüm, sistemli deney ve kavramların açık tanımı. Terazinin kefelerinde başlayan bu devrim, maddelerin dünyasını anlamanın yolunu kökten değiştirmiştir.