1782年，法国化学家拉瓦锡在建立正确的燃烧理论的基础上，用红热的枪筒分解了水蒸气，他明确地提出：水不是元素而是氢和氧的化合物。这个正确的结论纠正了2000多年来把水当做元素的错误概念。此后的1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogne”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。
分子原子学说
物质是由原子构成的这一猜想，对18世纪以前的人们来说并不陌生，但是真正把这一猜想从推测转变为科学概念的，是英国道尔顿。
道尔顿一直从事原子问题的研究，资料、实验、思考累计了他关于原子论的要点，1803年9月他提出了相关的著名论断：①原子是组成化学元素的、非常微小的、不可以再分割的物质微粒。在化学反应中原子保持其本来的性质。②同一种元素的所有原子的质量以及其他性质是完全相同的，不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质，原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征。③有简单数值比的元素的原子结合时，其原子之间就发生化学反应而生成化合物，化合物的原子称为复杂原子。④一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，它们之间构成简单的数值比。
同年10月21日，道尔顿报告了他的化学原子论，并且宣读了他的第二篇论文《第一张关于物体的最小质点的相对重量表》。他的理论引起了科学界的广泛重视。
1804年以后，道尔顿又对甲烷和乙烯的化学成分进行分析实验，在这个过程中，他发现了倍比定律：相同的两种元素生成两种或两种以上的化合物时，若其中一种元素的质量不变，另一种元素在化合物中的相对重量成简单的整数比。道尔顿认为倍比定律既可看作原子论的一个推论，又可看作是对原子论的一个证明。1807年，汤姆逊在《化学体系》一书中详细地介绍了道尔顿的原子论。
第二年道尔顿的主要化学著作《化学哲学的新体系》正式出版，书中详细记载了道尔顿的原子论的主要实验和主要理论，自此道尔顿的原子论才正式问世。道尔顿的原子学说具备了雄厚的科学依据，但是新的实验事实面前又出现了新的矛盾，它最大的缺点就是必须根据人们事先已知某种化合物的存在，来决定其化合物的分子式。
1811年，意大利科学家阿伏伽德罗在原子学说中引进分子概念。他认为，构成气体的粒子不是原子，而是分子。单质的分子由同种原子构成；化合物的分子由几种不同的原子构成。阿伏伽德罗的假设基本上克服了道尔顿原子学说的缺点。可以说，如果没有阿伏伽德罗的补充，那么道尔顿的原子分子学说是不能被真正确立的。
经阿伏伽德罗来补充的这个原子分子学说比以前的原子学说又有了很大进展。过去，在原子和宏观物质之间没有任何过渡，要从原子推论各种物质的性质是很困难的。现在，在物质结构中发现了分子、原子这样不同的层次。因而我们可以认为，人们对于物质是怎样构成的问题，认识已经接近物质的本来面貌了。
碘
在第戎附近的诺曼底海岸有许多浅滩，海生植物受到海浪和潮水的冲击，会漂浮到浅滩上。在退潮的时候，经营硝石工厂的库特瓦经常到那里采集黑角菜、昆布和其他藻类植物。这些采集物经晒干后烧成灰，再用水浸渍就得到一种溶液，这种溶液经蒸发后可先后结晶出氯化钠、氯化钾和硫酸钾，其中氯化钾可用来生产硝石。
一次，库特瓦在处理硫酸钾的母液时，加入了浓硫酸，不料，容器上方竟然产生了紫色的蒸气，犹如美丽的云彩冉冉上升。最后这种使人窒息的蒸气竟然充满了实验室，当蒸气在冷的物体上凝结时，它并不变成液体，而是成为一种暗黑色的带有金属光泽的结晶。这一现象使库特瓦惊喜不已，他对这种结晶体进一步研究，发现这种新物质不易跟氧或碳发生反应，但能与氢和磷化合，也能与锌直接化合。尤为奇特的这种物质不能为高温分解。库特瓦根据这一事实推想，它可能是一种新的元素。
由于库特瓦的实验设备简陋，药物缺乏，加之他还要把主要精力放在经营硝石工业上，所以他无法证实这种新物质是新元素。最后他只好请法国化学家德索尔姆和克莱芒继续这一研究，并同意他们自由地向科学界宣布这种新元素的发现经过。
经过深入的研究，1813年，德索尔姆和克莱芒发表了题为《库特瓦先生从一种碱金属盐中发现新物质》的报告。他们在研究报告中写道：“从海藻灰所得的溶液中含有一种特别奇异的东西，它很容易提取，方法是将硫酸倾入溶液中，放进曲颈瓶内加热，并用导管将曲颈瓶的口与采集器连接。溶液中析出一种黑色有光泽的粉末，加热后，紫色蒸气冉冉上升，蒸气凝结在导管和球形器内，结成片状晶体。”他们相信这种结晶是一种与氯类似的新元素，为了进一步达到确定的答案，他们又向化学权威戴维、盖·吕萨克、安培等人作了报告。戴维用直流电将碳丝烧成红热，使它与这种结晶接触，并不能把它分解，证明它是一种元素。1814年，这一元素被定名为碘，在希腊文中是紫色的意义。
单质氟
在莫瓦桑之前，包括像戴维、安培、尼克雷、弗雷米等一些知名的化学家都为制取单质氟做出过努力，但最终都没有取得成功，很多化学家甚至还因此而搭上了性命。
1872年，莫瓦桑当上当时研究氟化物的化学家弗雷米教授的学生后，就接过了这一化学界的难题。他先花了好几个星期的时间查阅科学文献，研究了几乎全部有关氟及其化合物的著作。经过长时间的探索和一连串的实验，他否定了当时已知的一些方法，根据氟活泼的化学性质，他得出了这样的结论：之所以自己的实验屡屡失败，症结在于都是在高温下进行的。莫瓦桑认为，反应应该在室温或冷却的条件下进行。电解因此成了唯一可行的方法了。
莫瓦桑打算制备剧毒的氟化砷来电解，但是，新的困难出现了，原来氟化砷是不导电的。在这种情况下，他只好往氟化砷里加入少量的氟化钾。这种混合物的导电性能好，可是在反应开始几分钟后，阴极表面覆盖了一层电解析出的砷，于是电流中断了。不仅如此，实验中，莫瓦桑还感到呼吸困难，他面色发黄，眼睛周围出现了黑圈，这是砷中毒的迹象。这套方案只得放弃了。可是，实验却从未中断。
莫瓦桑设计在低温下电解氟化氢。由于干燥的氟化氢不导电，于是往里面加入少量的氟化钾。他把这个混合物放在一支U形的铂管中，然后通电流。在阴极上很快就出现了氢气泡，但阳极上却没有分解出气体。电解持续近一小时，分解出来的都是氢气，连一点氟的影子也没有。可当他拔掉U形管阳极一端的塞子时，惊奇地发现塞子上覆盖着一层白色粉末状的物质。氟到底还是分解出来了，不过和玻璃发生了反应。
这一发现使莫瓦桑受到了极大的鼓舞。他把不与氟起作用的萤石制成实验用的器皿，把盛有液体氢和氟化钾的混合物的U形铂管浸入制冷剂中，以铂铱合金作电极，用萤石制成的螺旋帽盖紧管口，管外用氯化甲烷作冷冻剂，使温度控制在-23℃，进行电解，终于在1886年6月26日第一次制得了单质氟。当时，莫瓦桑年仅34岁。
纳米科技
所谓纳米科学，是人们研究纳米尺度，即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和功能的科学；而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。其实，从比较准确的意义上来讲，纳米科技诞生的时期应该还要早一些。
1984年，德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块，并详细研究了它的内部结构，结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍，硬度要高2～3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力，并且随着尺寸的缩小，纳米材料的熔点也会随之降低。
格莱特的研究实际上只是开了一个头，从而导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲，纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内，物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下，物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说，量子效应开始发生作用。因此，用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同，由此会产生许多完全不同的功用。
按目前的研究状况，纳术科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等，这其中的每一门学科又都具有跨学科性质，是集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。很显然，纳米科学技术是一门以物理、化学两门基础学科的微观研究理论为基础，以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展，也不是某一工艺技术革新的产物或转化。它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。
尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展，并开发出了不少纳米材料和器件，但从严格的意义上讲，纳米科学技术在20世纪，仅是刚刚露出尖尖角的小荷，它的灿烂和美丽将是属于21世纪的。因而，这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物。
