质量守恒定律的发现并不是一个偶然，早在拉瓦锡出生之时，俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，在当时称之为“物质不灭定律”。但是由于当时俄罗斯的科学比较落后，西欧对沙俄的科学成果也不重视，再加上“物质不灭定律”缺乏一些丰富的实验根据，所以在当时并没有得到广泛传播，拉瓦锡正是在此研究基础上进行了许多实验与总结，最终才完善了这一定律。
在质量守恒思想的指导下，拉瓦锡又做了很多实验，在对氧气的研究中发现，燃烧时增加的质量恰好与氧气减少的质量相等。从而证明了燃烧是可燃物与氧气化合，彻底推翻了燃素说。1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他还将新化学命名为“反燃素化学”。
1777年，拉瓦锡在《燃烧概论》中全面系统地阐述了燃烧的氧化说，将燃素说倒立的化学正立过来，得到了科学界的普遍接受，逐渐扫清了燃素说的影响。
此外，拉瓦锡在科学实验的基础上建立了化学元素的概念，否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说。1789年在历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素表，将化学方面所有处于混乱状态的发明创造整理得有条有理，标志着现代化学的诞生。
1789年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱，被诬陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日处以绞刑。一位科学巨星就此陨落，对此他的朋友法国数学家拉格朗日痛心疾首地说，“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”
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