Благодаря использованию метода количественных измерений, Лавуазье достиг столь очевидных успехов, что многие ученые-химики вынуждены были принять его выводы практически безоговорочно. Глубокий анализ всех полученных экспериментальных данных в сопоставлении с результатами других ученых позволил А.Л. Лавуазье сформулировать кислородную теорию горения и строения химических соединений. Опираясь на свойства кислородных соединений различных простых тел, Лавуазье первым дал классификацию веществ, известных в химической практике того времени. Основой его классификации служили понятия окись, кислота и соль, которые он использовал вместе с представлениями о простых телах.

Наиболее существенные положения созданной Лавуазье теории можно представить следующим образом:

а) при всех химических реакциях изменяется только форма материи, количество же ее остается неизменным. На основании этого закона можно делать соответствующие вычисления;

б) при горении неметалла происходит его соединение с кислородом и образуется кислота, а при горении металла образуются металлические извести или земли;

в) все кислоты содержат кислород, соединенный с радикалом. В неорганических веществах в качестве радикала чаще всего выступает элемент, в органических соединениях радикал содержит атомы углерода и водорода, реже азота и серы.

Как показали дальнейшие исследования, последнее положение, регламентирующее состав кислот, было неправильным. Некоторые кислоты, например соляная, синильная, сероводородная не подходили под эти определения — они не содержат атомов кислорода. Только в начале XIX в. появилась верная теория, согласно которой общие свойства кислот обусловлены присутствием атомов водорода. В рамках своей теории соляную кислоту Лавуазье считал соединением кислорода с неизвестным еще муриевым радикалом (хлорид-анионом), а хлор рассматривал как соединение кислорода с соляной кислотой.

При изучении процессов горения Лавуазье не избежал искушения заняться изучением тепловых эффектов химических реакций. Эти работы были выполнены в сотрудничестве с Пьером Симоном Лапласом. C помощью сконструированного ими ледяного калориметра французские ученые измеряли теплоемкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях, например, при сгорании угля, фосфора, водорода; при взрыве смеси селитры, серы и угля. Этими работами Лавуазье и Лаплас заложили фундамент новой области исследования — термохимии и установили ее основной принцип (закон Лавуазье-Лапласа), сформулированный ими в следующей форме: количество тепла, необходимое для разложения соединения на простые части, в точности равно количеству тепла, выделяющемуся при образовании того же соединения из его составных частей. В то время не существовало единой точки зрения на природу теплоты. Одна из гипотез рассматривала теплоту как флюид (теплород), а другая — как вид движения. Лавуазье оказался приверженцем первой концепции, при этом в своей книге «Элементарный курс химии», опубликованной в 1789 г., он поместил теплород в список химических элементов.

Калориметрические и термохимические исследования Лавуазье и Лапласа были описаны в статье «Sur la chaleur» (1780). В 1781–1782 гг. французские ученые разработали известный способ измерения расширения твердых тел при нагревании. Вслед за тем Лавуазье применил количественный термохимический подход для изучения тепловых процессов, происходящих в живых организмах. Изучение процесса дыхания животных, осуществленное в 1789–1790 гг., имело громадное значение для физиологии. Лавуазье увидел, что дыхание животных можно представить как медленное горение, за счет которого в организме поддерживается всегда постоянный тепловой баланс. Французский ученый показал, что энергетические затраты в процессе жизнедеятельности восполняются пищеварением. В этих исследованиях Лавуазье старался установить соотношение между количеством выделяемой организмом углекислоты и состоянием, в котором организм находится. Лавуазье правильно понял значение и связь трех важных функций живых организмов — дыхания, пищеварения и транспирации.

^{Ледяной калориметр (разрез), используемый А.Л. Лавуазье и П.С. Лапласом} 

Результаты исследований А.Л. Лавуазье, убедительно доказывающие несостоятельность теории флогистона, были весьма неоднозначно восприняты научной общественностью не только во Франции, но и в других странах Западной Европы. Одни ученые с восторгом встретили кислородную теорию горения и дыхания, другие же (например, П.Ж. Макер) скептически отнеслись к новым идеям Лавуазье. Особенно агрессивно воззрения А.Л. Лавуазье восприняли немецкие химики — в Берлине сочинения французского ученого как еретика науки были преданы публичному сожжению. К счастью, Лавуазье не тратил времени на полемику со сторонниками теории, несостоятельность которой он столь ярко и убедительно доказал. Настойчиво и терпеливо изучая факты, постепенно, шаг за шагом, Лавуазье укреплял основы своей научной доктрины. Объяснение состава воды было решительным ударом для теории флогистона, многие ее сторонники стали переходить на сторону учения Лавуазье.

Изданная в 1789 г. книга Лавуазье «Элементарный курс химии» («Traite elementaire de chimie»), которую по праву можно назвать первым учебником химии в современном понимании, тотчас же была переведена на многие иностранные языки. Некоторые прежние противники его системы изменили теории флогистона. Английский химик Р. Кирван, ранее написавший книгу «Опыт о флогистоне», полную жестоких нападок на учение Лавуазье, в 1792 г. признал его взгляды верными, в письме к К.Л. Бертолле он признавался: «я кладу оружие и оставляю флогистон»^{220}. Этот факт далеко не единственное доказательство того, как высочайшая степень аргументированности новой теории, основанная на методе количественных измерений, завоевывала все новых и новых сторонников. Поэтому Лавуазье можно отнести к тем ученым, которые еще при жизни становятся свидетелями полного торжества своего учения.