在人类探索自然界的漫长历程中，化学作为一门独立的学科逐渐从古老的炼金术中脱颖而出。而在这段历史进程中，安托万-洛朗·德·拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier）无疑是一位划时代的人物。他不仅为现代化学奠定了基础，还通过一系列开创性的实验揭示了空气的本质。那么，这位伟大的科学家究竟是如何测定空气成分的呢？

空气之谜

在拉瓦锡的时代，人们对于空气的认识仍然停留在较为模糊的状态。当时的主流观点认为，空气是一种单一且不可分割的物质。然而，拉瓦锡凭借敏锐的观察力和严谨的科学态度，开始怀疑这种传统的观念。他意识到，空气并非单一实体，而是由多种成分组成的复杂混合物。

实验设计与实施

为了验证自己的假设，拉瓦锡精心设计了一系列实验。其中最具代表性的实验是利用汞进行的封闭系统研究。他将一定量的汞放置在一个密封的玻璃容器内，并将其加热至高温状态。随着时间推移，汞表面逐渐形成了一层红色粉末状物质——氧化汞（HgO）。当停止加热后，拉瓦锡发现，原本充满空气的空间体积减少了约五分之一，而这部分减少的气体恰好可以支持燃烧。

随后，拉瓦锡继续对剩余的气体进行了深入分析。他发现，这部分气体无法维持火焰燃烧或供生物呼吸，因此命名为“氮气”（当时称为“无养素”）。与此同时，他还注意到，在整个过程中，汞的质量并未发生变化，只是以不同形态存在而已。这一现象促使他进一步认识到质量守恒定律的重要性。

科学结论

基于以上实验结果，拉瓦锡最终得出了关于空气组成的重要结论：空气是由两种主要成分构成的——氧气和氮气。其中，氧气约占总体积的五分之一，而氮气则占据了其余大部分比例。此外，他还强调了燃烧并不是一种神秘的过程，而是可燃物与氧气发生化学反应的结果。

历史意义

拉瓦锡通过测定空气成分的工作，不仅纠正了前人错误的观点，也为后续化学研究提供了坚实的理论框架。他的方法论体现了科学探究的核心精神——质疑、观察、推理与验证。正因如此，拉瓦锡被誉为“现代化学之父”，并成为无数后来者学习和效仿的对象。

总之，通过对空气成分的研究，拉瓦锡不仅解答了一个长期困扰人类的问题，更为科学发展开辟了新的道路。今天，当我们再次回顾这段历史时，依然能够感受到那份求知若渴的热情以及不懈努力的精神。