El principal problema epistemológico que quedaba pendiente de resolver consistía en aclarar la forma en que se enlazan los átomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de símbolos y notaciones que permitiera una comunicación universal. 
Cada uno de los cuatro elementos fue pensado para existir en una forma pura ideal, que realmente no podía ser encontrada en la Tierra. Este conjunto de conceptos químicos intentaba, y lo hizo, algunas de las relaciones entre las propiedades cualitativas de las sustancias.
Joseph Priestley, químico británico, nació en una ciudad cerca de Leeds en 1733. Fue formado para ser ministro de una iglesia como pastor calvinista y ejerció como tal durante toda su vida, por lo que la ciencia estaba lejos de ser lo más importante en su vida. Los intereses intelectuales de Priestley eran de lo más variados, ya que escribió desde tratados de gramática inglesa hasta libros de historia. Durante una de sus visitas a Londres se hace amigo de Benjamin Franklin y otros científicos interesados en la electricidad. A partir de esto, establece con Franklin una relación epistolar en la que comentan los resultados de sus investigaciones.Priestley identificó otros diez gases, entre los cuales figuran el amoníaco, el cloruro de hidrógeno, el óxido nitroso y el dióxido de azufre. Su descubrimiento más importante fue el oxígeno pero, a pesar de que poseía evidencias de que el oxígeno era un gas en sí mismo, explicó sus hallazgos dentro de los términos de la teoría del flogisto.
La teoría del flogisto funcionó mientras la química fue una ciencia vaga y cualitativa. Desde el momento en que Joseph Black y sus discípulos comenzaron a realizar sus experiencias con mediciones precisas acerca de todos los componentes que participaban en una reacción química, se vio condenada a desaparecer. Más tarde, cuando el francés Antoine Lavoiser estableció la relación entre la combustión y el oxígeno, derribó los cimientos de la teoría del flogisto.
Antoine Lavoiser: el padre de la química moderna
Los numerosos e importantes experimentos y descubrimientos hechos en relación con los gases durante casi cincuenta años tenían que ser reunidos en una teoría global, cosa que ocurrió hacia finales del siglo XVIII. El encargado fue el químico francés Antoine Laurent Lavoiser.
Lavoiser nació en París en 1743. En 1766 ganó una medalla de oro en un concurso convocado por la Academia de Ciencias de su país sobre técnicas de alumbrado público.
Estableció la definición más clara de lo que era un elemento químico, poniendo por fin en práctica la idea que había tenido Robert Boyle durante la década de 1660, relegando definitivamente a los cuatro elementos de los griegos. Se entiende por elemento toda aquella sustancia que no puede descomponerse en otras más sencillas.
El cobre, junto con el oro y la plata, es de los primeros metales utilizados en la Prehistoria, tal vez porque, a veces, aparece en forma de pepitas de metal nativo. El objeto de cobre más antiguo conocido hasta el momento es un colgante oval procedente de Shanidar (Irán), año 9500 a. C. Sin embargo, esta pieza es un caso aislado, ya que no es hasta 3000 años más tarde, cuando las piezas de cobre martilleado en frío comienzan a ser habituales. A partir del año 6500 a. C., en varios yacimientos se han encontrado piezas ornamentales y alfileres de cobre manufacturado a partir del martilleado en frío del metal nativo, tanto en los Montes Zagros (Ali Kosh en Irán), como en la meseta de Anatolia (Çatal Hüyük, Çayönü o Hacilar, en Turquía). Se supone que fueron los egipcios los primeros en añadir estaño al cobre, al observar que éste le daba mejores cualidades, como la dureza, un punto más bajo de fusión y la perdurabilidad (ya que el estaño no se oxida fácilmente con el aire y es resistente a la corrosión). Además, el bronce es reciclable, pudiéndose fundir varias veces para obtener nuevos objetos de otros ya desechados. La única dificultad reside en exceder la temperatura adecuada, lo que podría provocar que el mineral se echase a perder por oxidación.
El Hierro es uno de los elementos que más abunda en la Tierra. Después del aluminio, es el metal más abundante, sin embargo, su utilización práctica comenzó 7000 años más tarde que el cobre y 2500 años después del bronce. Este retraso no se debe al desconocimiento de este metal, puesto que los antiguos conocían el hierro y lo consideraban más valioso que cualquier otra joya, pero se trataba de hierro meteórico, es decir, procedente de meteoritos. El hierro meteórico era conocido tanto en Europa como en América.
Aunque durante milenios no hubo tecnología para trabajar el hierro, en el tercer milenio a.C. parece que algunos lo consiguieron: en las ruinas arqueológicas de Alaça Hüyük (Anatolia) aparecieron varias piezas de hierro artificial, entre ellas un alfiler, una especie de cuchilla y una espléndida daga con la empuñadura de oro. En el segundo milenio destacan un hacha de combate descubierta en Ugarit y, de nuevo, una daga con la hoja de hierro y una exquisita empuñadura de oro, que formaba parte del ajuar funerario de la tumba de Tutankamón. Las materias primas de estos primeros herreros debieron ser minerales como el hematites, limonita o magnetita, casi todos óxidos de hierro que ya eran utilizados para otros fines en la Prehistoria, por ejemplo para ayudar a eliminar impurezas de la fundición del cobre o como colorantes.
Hay antiguos hallazgos de hierro fundido por el hombre desde Siria a Azerbaiyán. Pero ninguno revela cómo fueron obtenidos ni las técnicas usadas. No se conservan ruinas de talleres, ni herrerías, por lo que se ignora de dónde proceden estos objetos, o dónde «se inventaron».
Cuando el Imperio Hitita fue destruido por los Pueblos del mar, hacia 1200 a. C., los herreros se dispersaron por Oriente Medio, difundiendo su tecnología: de este modo comienza la Edad del Hierro en el Próximo Oriente.
El hierro es más abundante, que el cobre y, por supuesto, que el estaño; y, una vez dominada la técnica, más barato que el bronce. Cuando los hititas desaparecieron y sus artesanos se dispersaron, la producción de este metal aumentó considerablemente en todo el Próximo Oriente y los centros siderúrgicos se extendieron hasta el Egeo, Egipto e incluso Italia por el oeste; hacia Siria y Mesopotamia por el sur, hacia Armenia y el Cáucaso por el norte, y hacia las grandes civilizaciones asiáticas por el este.
La tecnología metalúrgica es tan sofisticada que muchos estudiosos consideran, por esta causa, que sólo hubo un punto de origen, que estaría en el Medio Oriente. Sin embargo, la mayoría admite que pudo haber sido inventada en varios puntos del planeta diferentes y en periodos distintos. Sea esto cierto o no, lo que sí es innegable es que la metalurgia actuó como impulsora de la civilización. La necesidad de materias primas estimuló la exploración del mundo e incrementó el intercambio de mercancías e ideas entre gentes de lugares remotos. Los trabajadores del metal se las ingeniaron para idear técnicas e inventos sorprendentes, cada continente, cada región, tiene sus particularidades que no dejan de ser fascinantes.
