中国古代化学的萌芽及发展是与道家的炼丹术分不开的。炼丹术最早可以追溯到春秋战国时期,战国时,燕、齐方士称渤海中有蓬莱、瀛洲、方丈三座仙山,山上住着神仙并有长生不死之药。因此,齐威王、齐宣王、燕昭王都曾派人入海求过仙药。此后,历代都有帝王派人寻求炼制长生不老丹之术。
我国现存最早的成书于东汉初的药物学专著《神农本草经》中列出了许多可令人成为神仙或长生不老的药物,如丹沙、玉泉、雄黄、水银、铅丹、紫石英、青石、赤石、黄石、黑石脂等余种,这些大多都成为后世道教炼丹术中最为重视也最为常用的药物。
经过两汉魏晋的发展,炼丹术在唐朝达到了高峰,进入了鼎盛时期,出现了大量从事炼丹活动的道教徒,如孙思邈、陈少微、金陵子等。
这一时期,炼丹规模不断扩大,炼制出大量不同种类的金及各种丹药炼丹术的技术与操作方法也达到了相当高的水平,炼丹的设备更加齐全,所使用的药物品种大大增加。有关炼丹术的道经也大量涌现,《道藏》中所收的炼丹术著作中有很大一部分都是唐人所撰。
从唐人所记载的炼丹方法中可以看出,其有着严格的操作程序和步骤,每一步骤所用的时间及操作方法、药品及药量的多少都有明确的规定,尽管炼丹活动的目的是为了制取丹药,但在这一过程中炼丹家还是注意到了某些物质的性质及化学反应过程,并对其加以总结,形成古代朴素的化学知识。
所以,从这个意义上讲,炼丹术就是古代化学的原始形式。
正因为如此,所以唐人对许多药物的化学性质都是在炼制丹药的过程中逐渐认识的,如丹砂,唐代的《新修本草》说“久服通神明不老,轻身神仙,能化为汞。”我们都知道丹砂一般是指天然的红色硫化汞矿物。
蜜陀僧,铅的化合物,主要成分是氧化铅,《新修本草》说“形似黄龙齿而坚重,亦有白色者,作理石文,出波斯国。一名没多僧,并胡言也。对其外形及产地作了介绍。
石胆,《新修本草》说“此物出铜处有,形似曾青,兼绿相间,味极酸、苦,磨铁作铜色,此是真者。”众所周知,石胆乃是硫化铜矿石氧化而成的次生矿物,呈蓝色结晶状。唐人不仅其对颜色、味道作了描述,而且己经知道它的化学特性是铜的一种化合物。
类似这样的药物还很多,唐人对其都已有比较深入的了解,就不一一介绍了。尽管唐人对许多矿物化学性质的了解不是出于有意识地探求,充其量只是炼丹术发展的副产品,但在客观上却推进了古代化学的发展,这也是不争之事实。
唐代在化学方面最大的成就莫过于火药的发明与制造。顾名思义,火药就是着火的药。其主要成分有三种,硝石、硫磺和木炭。这在中国很早时就被认识。这三样东西在我国古代都被称为“药”,合在一起即能燃烧和爆炸,于是就称之为“火药”了。
公元前16世纪的商代,劳动人民已伐木烧炭。公元前5世纪,春秋时越国计然谓“石流硫黄磺出汉中”,“硝石出陇道”。
西汉时期,在湖南、山西、河南等地发现硫磺矿,并加以开采四川、甘肃一带出产硝石。华北各地已掌握提炼硝的技术。《淮南子》中就有关于硫磺的记载,《神农本草经》将硫磺、硝列为药品。当时也已懂得从硫铁矿分解提取硫磺。
到两晋南北朝时,炼丹的道教术士对硫磺、硝、木炭的物理、化学性质有了进一步的认识。他们认识到硝石和硫磺为易燃物质,而木炭能发生高度膨胀力。如果将这三种物质混合在一起,在适当的温度下就会起火爆炸。
《太平广记》中就记载了因炼丹失误而引起燃烧的事件。他们经过无数次的爆炸起火与冒险试验,才逐渐找到较合适的比例。
唐初有配制火药的确切记载。被后世尊为“药王”的孙思邀是医药家兼炼丹家。他在《丹经内伏硫黄法》一书中,叙述了把硫磺、硝石和皂角放在一起烧的伏火法。具体配方是用2两硫磺、2两硝石分别研细，再加上3个碳化皂角子,即能点燃起火。
这实际上是我国最早的有关黑火药的比较成熟的配方,也是世界上关于火药的最早的记载。
时间在公元7世纪，唐朝后期成书的《真元妙道要略》说,把硫磺、硝石、马兜铃等物混合起来会伤人并焚烧房舍,其所说的成分也类似火药。
炼丹家所谓的“伏火法”,意思是在对硝石、雄黄、硫磺、草木药这些物质共同火炼前要进行处理,目的是先改变它们易燃、易爆的剧烈性质。由此可见,在“伏火法”出现以前,炼丹家对硝、硫、碳混合加热的燃爆危险性已有认识。
在唐朝末年,火药已经用于军事,把火药制成球形,缚在箭头附近,点着引线后发射出去,当时叫做“飞火”。五代十国时,江南制定了火药成分的标准化。
北宋初期,仁宗康定元年年,曾公亮、丁度奉救开始编纂的军事百科全书《武经总要》中,正式出现了“火药”一词,并记有火药的三种具体配方。
中国是世界上最早发明火药和首先使用火器的国家。中国发明火药比欧洲使用火药约早年。火药是中国人民的伟大发明,在化学发展史上有着重要的地位,对欧洲各国也产生了深远的影响。