Sve do 17. stoljeća ljudi su malo znali o tome od čega se tijela sastoje. U staroj Grčkoj, prije više od 2000 godina, filozofi su smatrali da se sve stvari sastoje od četiri tvari ili elementa: zemlje, vode, zraka i vatre. U srednjem vijeku ljudi koje su nazivali alkemičarima pokušavali su zagrijavati i miješati tvari kako bi vidjeli kako se one mijenjaju iz jedne u drugu. Otkrili su nove tvari kao što su dušična i sumporna kiselina, ali su još uvijek prihvaćali zamisao o četiri elementa.

Alkemičari su vjerovali da se jedna tvar može pretvoriti u drugu i zato su tragali za "kamenom mudraca", tvari koja bi mogla pretvoriti običnu kovinu u zlato. No, ako je Boyle sa svojom teorijom elemenata bio u pravu, onda su alkemičari bili u krivu. Naime, obe teorije se međusobno isključuju. To je bio teren polemike tijekom čitavog 18. stoljeća: da li se tvari mogu isključivo miješati na različite načine, ili se mogu mijenjati?

Rasprava se usredočila na gorenje. Ako gledamo drvo kako gori i pritom se pretvara u pepeo ili kovinu koja hrđa, tvrdili su alkemičari, tada nam se čini očiglednim da se tvari mogu promijeniti. Alekmičar Georg Stahl je iznio početkom 18. stoljeća mišljenje da sve što može gorjeti u sebi sadrži posebnu djelatnu tvar zvanu flogiston koja pri sagorijevanju nestaje u zraku. Dakle, sve što gori jamačno mora postati lakše jer pri sagorijevanju gubi flogiston. No, da li je to doista tako?

Francuski kemičar Antonie Lavosier (1743. - 1794.) je shvatio da je jedini način da razriješi tu polemiku taj da pomno izvaže tvari prije i poslije sagorijevanja: spalio je komadić kositra unutar zapečaćenog spremnika. Taj komadić kositra je nakon sagorijevanja postao teži (suprotno flogistonskoj teoriji), ali je zrak postao lakši. Dakle, težina se zapravo uopće nije promijenila: tvari su jednostavno zamijenile mjesta! Također je bilo jasno da je kositar iz zraka nešto preuzeo. Lavosier je kasnije shvatio da je riječ o plinu kisiku koji je nedugo prije toga u Engleskoj otkrio naučnik Joseph Priestley.

Lavosierov pokus označio je prekretnicu u našem shvaćanju tvari zbog triju razloga. Prvo, u samo srce kemije čvrsto je smjestio precizno znanstveno mjerenje. Drugo, taj pokus je razorio flogistonsku teoriju i pokazao da je sagorijevanje proces u kojem sudjeluje kisik. Treće, pokazao je da tvari se ne mijenjaju čak ni u tako dramatičnom procesu kao što je izgaranje, već da jednostavno zamijene mjesta. Na taj način je Lavosier potvrdio Boyleovu teoriju elemenata i dao joj zasluženo mjesto na polju kemije. Zaista, on je napravio prvi pravi popis kemijskih elemenata. On zasluženo nosi titulu oca savremene kemije.