燃烧是分离氢气的重要方法，也是后来分离氧气的重要方法。通过在氧气中燃烧别的东西，或者让可怜的老鼠呼吸反应中产生的气体，就能比较轻易地辨别氧气了。但关于燃烧和呼吸，仍是存在争议的。不少化学家发现，大多数物质在燃烧时质量都会减少，但金属却与众不同，在空气中加热往往会增加质量。关于质量为什么会减损，普遍解释是大多数物质都含有可燃元素，德国化学家斯塔尔（G. Stahl）将其命名为“燃素”。他设想所有易燃物中都存在燃素，在燃烧过程中，燃素就被释放到了空气中。
他的逻辑是，当某物在空气中燃烧，或动物进行呼吸时，燃素就进入了空气。而一旦空气中燃素饱和，再也无法增加，燃烧或呼吸就会终止。当然，事实正好相反：氧气遭到了过度消耗，燃烧和呼吸才会停止，此时空气中是减少而非增加了东西。
恰恰是基于这种被广泛接受的理论，氢和氧才被人们发现，人们也是在这个框架中理解它们的。卡文迪许发现氢时，最开始认为氢是燃烧的源头，随后认为它就是燃素，再后来觉得它是燃素和水的混合物。
氧气，也就是蜡烛燃烧或者老鼠呼吸会消耗的气体，被森迪沃久斯称为“生命食粮”。氧气是由瑞典药剂师舍勒（C. W. Scheele）在1772年前后发现的。他将红炽氧化锰暴露于热炭灰中，并接触这种气体，产生了耀眼的火花，因此他把这种气体称为“火气”。他还发现，加热硝酸钾或者氧化汞以及其他若干种物质，都能生成这种“火气”。
尽管舍勒做过多次实验，在各类反应中都得到了“火气”，并认真做了记录，但直到1777年他才公开了自己发现的结果。而到了这时，普利斯特里也发现了这种气体。普利斯特里于1774年发现，在密封容器中加热氧化汞所产生的气体，在保持蜡烛燃烧或老鼠存活方面“比普通空气好5至6倍”。他认为这是“脱燃素空气”，即消除了所有燃素的空气。从逻辑上讲，这种“特别的空气”能更长时间地支持燃烧或呼吸，比普通空气更晚达到饱和状态。他的解释虽然是错的，却有着重要的意义，正如他写道：“空气不是一种基本物质，而是一种组合物。”在他看来，空气必须包含至少两部分：可呼吸的部分和某种燃素。
由于率先发表了自己发现的结果，普利斯特里往往被认为是首位分离出氧气，以及第一个发现氧气在燃烧和呼吸中具有重要作用的人（尽管他对氧气作用的解释完全错误）。
在通过活鼠验证了脱燃素空气的优越性之后，我的读者们不会感到奇怪……而我难免产生了好奇心，要亲自品尝一下……对此，我的读者们应该不会觉得意外。我通过玻璃虹吸器呼吸这种空气，以满足这种好奇心。就这样，我把满满一大罐的脱燃素空气吸入肺里，此种空气与普通空气并没有可感知的不同。但过了一阵子，我仿佛感到胸口格外地轻快和松弛。过一段时间，这种纯净的空气也许会成为时尚奢侈品吧，谁能预料呢。到目前为止，只有我和两只老鼠有幸呼吸过这种空气。
——普利斯特里，1775年
自始至终，人们一直呼吸着78％都是氮的空气，却一直没能发现氮，甚至怀疑它的存在，直至18世纪下半叶。卡文迪许曾写道：“很可能存在多种空气都具有这种特性（即令动物窒息）。我确定的有两种，即固定空气和燃烧蜡烛的普通空气。”当然，“燃烧蜡烛的普通空气”中的确包含一定量的“固定气体”，但更重要的是，其中含有少量氧气。这种能够耗尽的“普通空气”，人们即将探索其更主要的组成部分。
约瑟夫·布莱克——也就是称二氧化碳为“固定气体”的那位英国化学家——向一位年轻的研究生建议，可以研究一下自己注意到的这样一种反应：先在密封容器中燃烧含碳物质，然后利用苛性钾（氢氧化钾）吸收所得的“固定气体”，之后还是会剩下一些“空气”。实际上，普利斯特里更早就注意到了这些，并观察到残留气体已经“获得了新特性”：它比普通空气稍轻。但很可惜，他没有深究此现象。
因此这个领域就归布莱克支配了，他建议自己的学生丹尼尔·卢瑟福研究这种残留气体的性质，作为博士论文的一部分。(www.xing528.com)
1772年，丹尼尔·卢瑟福发现，如果将老鼠投入装有这种残留气体的烧瓶，它就会死亡，因此他认为该气体是“有毒的”。他没有意识到那是大气的组成部分，而认为它是一种燃素充分饱和的气体（比固定空气更饱和）。他在一个密闭空间中闷死了老鼠，接下来又在剩余空气中点燃蜡烛直至它熄灭，然后又烧了一片磷。在除去生成的固定空气之后，他测试了剩下的气体：
健康且纯净的空气，被如此呼吸、燃烧过后，不仅变得有些毒性，而且在性质上也发生了其他改变。因为有毒空气已通过苛性浸出液分离并去除，残留的空气却并未因此变得更加健康，这表现为：它虽然不会使水中沉淀出石灰，却可以像去除有毒空气之前一样熄灭火焰、闷杀生命。
液氮的沸点是零下196℃，因此被广泛用作制冷剂。采矿业常用氮气灭火，因为它能迅速与氧气结合形成一氧化二氮，由此迅速降低空气中的氧气浓度，使火焰熄灭
对燃素说的执迷，不仅使化学家们对气体的思考路径复杂化了，而且可能让所有努力全都走错方向。幸运的是，有一位野心勃勃又疑心重重的化学家快要登场了。当他大力推动一种全新的科学路径时，燃素说就遭到了无情的抛弃。这位科学家常被称作“化学之父”，他就是法国人拉瓦锡。
核心养分——氮
早期化学家认为，氮气作为一种“空气”无法维持生命运作，但其实氮和氮气的循环对地球上的生命至关重要。
氮首先被土壤中的细菌从空气中“固定”下来。它被植物吸收，植物被动物吃掉或凋亡、腐烂，通过反硝化细菌的作用，氮又被释放回土壤和空气中。富含氮的植物被动物吃掉，氮于是继续游走在食物链中，中途会有一部分随排泄物流失。最后动物死亡，再次将氮释放到土壤和大气中。在植物和动物的机体中，氮是蛋白质和DNA的重要组成部分，而DNA携带着生物的全部遗传信息。
为了供养全人类，必须使用含氮肥料来促进植物生长。这些肥料最初来源于人类粪尿、骨粉和海鸟粪，但自20世纪初以来，我们可以通过“哈伯法”由大气中的氮气制造氨（NH3）了。这一工艺由德国化学家哈伯（F. Haber）和博世（K. Bosch）共同发明。
舍勒于1774年发现了一种气体，此后多年间，人类都没有再发现新的气体。舍勒分离出的氯气，是第一种肉眼清晰可见的气体。他用名为软锰矿（二氧化锰）的矿物与盐酸反应，结果产生了能令动物窒息的黄绿色气体，这种气体能溶于水并生成盐酸。舍勒相信该气体中含有氧气。直到1810年，英国化学家汉弗莱·戴维才将其确认为一种元素，并根据希腊文中“chloros”（意为黄绿色）一词将其命名为氯（Cl）。然而，并非所有化学家都第一时间认可这是一种元素。
氯的工业制法是从海水中产生的：利用电解法，将氯从盐（氯化钠）的溶液中分离出来
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