伽伐尼这样推理：如果是电火花引起肌肉颤搐，那么就可以用来验证美国科学家富兰克林根据风筝实验提出的假设：闪电也是电。伽伐尼把蛙腿挂在铁栏杆上的铜钩下，准备检验这一假定。当雷电来临时，蛙腿果然颤搐了。但是又发生了这一现象：没有雷电时，蛙腿也会颤搐。伽伐尼发现，只要两种不同的金属同时接触肌肉，颤搐就会发生。
伽伐尼不能断定这一现象的原因。是金属引起颤搐？或者是肌肉，即便是死肌肉，仍然保留某种固有的“动物电”？也许伽伐尼的生物学兴趣导致他倾向于得出这一想法：蛙腿这样的动物组织也有电力。他在1791年发表了该结果。另一位意大利人伏打看到这一发现后，也开始做这方面的工作，从而导致了另一场革命。
伏打读了伽伐尼的文章，重复他的实验，又在自己身上做了另外一种实验。他把一片锡箔和一枚银币含在口里——一个在舌尖，一个在舌根，这两块金属是用铜线串起来的。他发现这一装置在他嘴里产生了明显的酸味。他正确地作出判断，酸味表示电荷的存在。
他写道：“值得注意的是，在锡和银相互接触时，酸味就一直存在……这表明电从一处到另一处的流动在不受阻碍地进行。”
他认识到，金属不仅是导体——电实际上就是它们产生的！伽伐尼错了：蛙腿显示的不是动物电，而是金属电。然而，伽伐尼还是起了重要作用，他的实验把人们的注意力引向这个事实，由此戏剧性地打开了研究电的大门。从那时以后的150年中，电成为一种有价值的科学工具，电的工业和商业用途数不胜数。伽伐尼的名字成了人人皆知的用语，例如由于害怕而受到刺激（galvanized by fear）；有些用词也与伽伐尼有关，例如镀锌铁（galvanizediron）和电流计（galvanometer，检测电流用的装置）。
1797年，伏打成功地得到了流动的电，它不是当时最容易得到的来自莱顿瓶的静态电。1800年，他给伦敦皇家学会写信，描述了他发明的第一个电池——电流可源源不断地从中产生。
戴维的电化学
在18世纪末，电对每个人都有着巨大的魔力，既包括科学界，也包括大众。人人都在谈论富兰克林用风筝丝线和闪电做的实验，社交名流也喜欢在野餐和聚会中做静电游戏。但是没有一个人清楚地知道自己做的是什么，或者为什么能这样做，部分原因就在于没有连续的电源。
由于伏打发明了所谓的伏打电池后，情况才不一样。伏打的工作不仅打开了探讨电的本性的道路（在理论物理学和工业两方面都产生了辉煌成果），而且为发现新的元素和探讨化学键的本质提供了突破性的工具。
现在我们的故事再回到化学。就在伏打向伦敦皇家学会报告他的发现之后不久，戴维开始思考如何把伏打电池用来解决某些化学问题。戴维，也许最有名的是他发现了两种元素，钠和钾，他还为矿工发明了安全灯。1800年，他（和杨一起，杨的工作将在本编第四章讨论）受雇于皇家研究所，这是一个新建立的研究实验室和教育机构。
被公认为电化学奠基人的戴维戴维是家里5个孩子中年龄最大的，他出生于1778年，是英国康沃尔郡西海岸的判扎斯城一位木雕家的儿子。1794年，年轻的戴维只有16岁，父亲去世，家庭负担只好落在他这位长子身上。于是，戴维在本地一位外科医生那里当了一段时期的学徒工，但是在19岁时他对实验化学、物理学以及相关领域发生了浓厚兴趣。他开始检验拉瓦锡夫妇在《化学基础论》一书中的思想，并得出某些革命性的结论。通过观察冰块的摩擦实验，他断言：热，不像大多数化学家所设想的那样，是“不可称量的流体”，而是运动的一种形式。不幸，戴维太年轻，还有一点粗心大意，对自己的实验结果过于自信。结果，科学界对他的看法相当冷淡，普遍持怀疑态度。对此戴维相当失望。
但是1798年，戴维成了贝多斯（Thomas Beddoes，1760—1808）的助手，贝多斯是多才多艺的化学家和擅长于用气体进行治疗的医生。在贝多斯的布里斯托尔气体研究所，戴维把他自己当做实验对象，就像实验室中的豚鼠那样。他自己制备一氧化二氮（又称为笑气，后来被牙科医生广泛使用），有一天他总共吸入了16夸脱。他后来说，这一天他“完全陶醉了”。他研究了这一气体的生理学效应，于1799年写了一篇详尽的论文，因此而成功地获得作为化学家的名望［还在社会名流中享有盛誉，这些名流中有两位诗人柯勒律治（Samuel Taylor Coleridge，1772—1834）和华兹华斯（William Wordsworth，1770—1850），特意到他的实验室里访问，欣赏他发现的“陶醉效应”］。
戴维关于一氧化二氮的科学论文引起了伦福德伯爵的注意，他是美国出生的一位传奇般人物，由于把热看成是一种运动形式，从而在18世纪末激起相当大的争论，因为当时大多数化学家和物理学家认为热是一种叫做热质的不可称量（也就是没有重量）的流体。尽管伦福德（原来的名字叫做汤普森）当时是在巴伐利亚政府任职，但他却打算在英国创建皇家研究所，普及科学，并把科学发现的成果运用到日常生活、艺术和生产之中。伦福德聘请戴维担任第一届实验室主任，这对于年轻有为的化学家来说，是一个极好的机会。
1800年，戴维在离开布里斯托尔去伦敦前，就已有了这一令他感到满意的想法，伏打电池是通过化学反应而产生电，很快他就猜测到，逆效应可能也是正确的，即反过来把电作用于化合物和混合物上，也会产生化学反应。
然而，在接下来的几年里，他在伦敦皇家研究所的职责使他离开了这个课题。为了赚一点钱，研究所开设了一系列高级科普讲座，戴维的魅力和激情使他成为当时最受欢迎的演讲者之一。（奇特的电学表演和一氧化二氮产生的“高潮”也许吸引了更多听众的注意力。）一方面是为了推行科学普及的工作，另一方面也是为了保证有固定的收入，但与此同时，研究所还集中关注农业科学、制革和矿物学，戴维关于这些课题的几篇出色论文，不但给研究所增添了光彩，也给自己提高了知名度。
1806年，戴维的机会来了。在短短5个星期里，他完成了108个电解实验，使电用于产生各种化学反应。这一年他在向皇家学会作的《论电的化学媒介作用》的报告中，提出了电解与电流作用之间的理论联系，对化学反应的电特性首次给出解释。他说，化学上物质的结合是因为原子间有相互吸引的电。
戴维还想到，也许可以用电来分解化合物从而分离出尚未发现的元素。许多年来科学家一直在对数种物质进行研究——石灰、氧化镁、碳酸钾，等等，它们似乎都是金属的氧化物。但是用加热或者其他能够想到的办法，都无法把氧分离出去。戴维在他的报告结尾作出预言，希望“新的分解方法可以引导我们发现物质的真正元素”。
为了试验这一想法，戴维建造了庞大的电池组，用250多块金属片组成，比伏打电池要强大得多。第二年，他用一小块稍稍浸湿的碳酸钾（由植物燃烬后的灰末浸水而得到）做实验，他从电池的负极引出绝缘的电极连在碳酸钾块的一个表面，正极连接另一个表面。这时他注意到，碳酸钾块“处于剧烈的活性状态”。碳酸钾块的两个接触点开始溶化，与正极相接表面释放出一种气体。另一个接触点，不释放气体，却开始生成“具有高度金属光泽的滴状物质”，看上去有点像汞滴，其中的某些在燃烧时会发出明亮的火焰，并且爆炸。戴维马上明白，他发现了一种新元素，他称之为钾。正如他的兄弟约翰在信中描述这个实验时写道，戴维“看到通过碳酸钾冒出了许多钾滴，当它进入大气时起火，他无法克制喜悦的心情，兴奋得在房间里欢呼跳跃，但很快他又使自己镇定下来继续做实验”。
几天后，戴维用同样的方法对碳酸水（现在知道它是氢氧化钠）做实验，结果发现了钠。他的想法得到了证实。与此同时，在斯德哥尔摩。贝采里乌斯和他的同事正在进行类似的实验，双方互有通信往来。贝采里乌斯发现，当他在加入石灰或重土的汞化合物中通入电流时，得到了一种“汞齐”或者某种合金，是其他金属与汞的合成物。这给戴维又一个启示，不出几个月，戴维对贝采里乌斯描述的汞齐（以及其他物质）猛烈加热，结果从中分离出了镁和钙；从一种矿物中分离出了锶（strontium，该矿物质产于苏格兰的一个城镇，其名即由此而来）；从重土（baryta）中分离出了钡（barium）。戴维以发现众多元素而声名远扬。1810年，戴维在测试一种名叫次氯酸的绿色气体时，发现一种元素，他称之为氯（因为它呈绿色）。
1812年对于戴维来说是重要的一年，这一年他出版了《化学哲学原理》（Elements of Chemical Philosophy）。很快他又出版了应用性更强的《农业化学原理》（Elements of Agriculture Chemistry）。由于他的成就，1812年4月他被封为爵士，不久娶了富有的苏格兰寡妇阿普勒斯。1813年，他被任命为皇家研究所教授，随即去欧洲旅行，随同的有新婚夫人和不久前选用的年轻助手法拉第。法拉第的故事将在19世纪后半叶详细展开。尽管当时英国与法国正在交战，但正如戴维所说：“科学家之间永远没有战争。”拿破仑欢迎戴维的访问。在这期间，戴维和法拉第访问了欧洲大陆的许多著名科学家。对于法拉第来说，这次旅行使他有幸领略科学前沿的风貌。
1820年，戴维成为皇家学会会长，开始研究船底铜罩的防腐蚀方法，但是他的健康开始不佳，1823年后长期在瑞士居住，一直到51岁去世。在那里他受到高度尊敬，获得国葬的礼遇。
这一年是1829年，对于化学来说，新的世纪刚刚开始。新的挑战正在前头：为大量出现的新元素理出个头绪，继续寻找更多的新元素，以及弄清与碳元素相结合的一大族分子。所有这些领域的进展不久就会到来。
复杂而有序的化学世界
到了1830年，已知元素的数目已猛增至50多个。显然，组成宇宙的不再是那少数“几种简单元素”，化学中到处充满混乱。
首先，人们不是用同样的符号表示同样的事情。许多奇怪和神秘的符号仍然留存，那是很久以前炼金术士从占星术那里借用来的。金的符号是一个圆圈，中间一个点；银的符号是月牙；硫的符号是向上的三角形；锑是小王冠。这些符号不具有实际意义。道尔顿提出一种系统，是用不同的圆来表示每一种元素，但是这仍然不便于记忆。1826年，贝采里乌斯想到一个简单的方法，就是用各个元素名字的第一个字母作为它的符号。O表示oxygen（氧），N表示nitrogen（氮），s表示sulfur（硫），如此等等。当第一个字母相同时，加上第二个字母以示区别。于是钙（calcium）是Ca，氯（chlorine）是Cl。这一系统至今仍在运用。不过在语言之间仍然存在某些混乱：德国化学家称氮为Stickstoff，而法国人称之为azote，英国人称之为nitrogen。因此，贝采里乌斯以拉丁化的名字作为依据，这样的符号就能在国际上通用。母语是英语的人们很幸运，大多数元素从其拉丁化的名字可以认得，只有少数例外，诸如金（Au）的英文字是gold，而拉丁文是aurum；银（Ag）的英文字是silver，而拉丁文是argentum；钠（Na）的英文字是sodium，而拉丁文是natrturn。
凯库勒（Friedrich Kekulé von Stradonitz，1829—1896）也提出一种设想，这就是用结构图来表示分子中原子的排列。例如在凯库勒的系统中，水（H2O）变成了H—O—H。同样地，氨（NH3）的三个氢原子围绕一个氮原子组成一个三角形。不久凯库勒的结构图开始流行。
但是即使对于最普通的化合物，它的分子式也颇有争议。各种不同元素的原子量无法取得一致，用分子式表示时，分子里的原子非常混乱。像醋酸这样平常的化合物，不同派别的化学家竟采用不同的表达式，数目竟多至19种。
卡尔斯鲁厄会议
该是采取行动的时候了。处于运动中心的是凯库勒，他发起了第一届国际化学会议，试图澄清化学中的混乱。第一届国际化学会议，于1860年在德国一个小城卡尔斯鲁厄举行，它位于莱茵河边，对岸就是法国。共有140位代表参加，包括当时大多数杰出的化学家。
但是他们却是一群固执己见、互不让步的科学家，会议一开始就争议不休，没有得出任何结论，对原子量也没有共识。这时，坎尼扎罗（Stanislao Cannizzaro，1826—1910）登上了讲台。
坎尼扎罗是一个热情奔放、好争善辩的人。1848年他从家乡意大利的西西里岛逃到法国，为了躲避那不勒斯政府的迫害，因为他参加反对那不勒斯反动统治的起义，但是起义失败了。在法国，他对化学的混乱局面有过相当深入的思考。1858年，他发表一篇论文重提阿伏伽德罗假说，这个假说已被人们忘记几乎50年了。它说的是，（在同样温度下）同样体积的不同气体一定含有相同数目的粒子。他参加卡尔斯鲁厄会议就是为了给原子量、阿伏伽德罗假说和原子与分子的分界给予有力的辩护。他说，可用阿伏伽德罗假说确定气体的分子量，运用盖吕萨克的化合体积定律，再用贝采里乌斯的原子量，三者相结合就可以解决许多问题。他还采用小册子的形式来散发自己的演讲稿，说服了许多与会者，会后不久又说服了更多的人。特别是其中有一位回到俄罗斯后，对这个问题做了大量思考。
门捷列夫的单人牌