Огромную роль в развитии химии вообще и понятия о химическом элементе в частности сыграли работы И. Ньютона (1642–1727 гг.). В книге «Математические основания естественной философии» (1686 г.) он показал, что веса тел, находящихся на одинаковом расстоянии от центра Земли, пропорциональны количеству данного вещества в каждом теле. Ньютон впервые указал, каким путем можно изучать количественные химические превращения вещества. Этот путь, который привел к современной химии, оказался довольно простым — вещество необходимо взвешивать до и после превращения.
М. В. Ломоносов (1711–1765 гг.) впервые занялся этим вопросом. Изучая с помощью весов количественные изменения вещества при химических превращениях, он установил, что общий вес вещества при этом не изменяется — «остается в одной мере». Таким образом, было доказано, что вещество не уничтожается и не создается. Это положение Ломоносов распространил ка все явления природы. «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому. Так, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте», — писал Ломоносов. Таким образом, он установил один из основных законов природы.
М. В. Ломоносов ввел в науку понятие о простых и сложных телах. Согласно его учению составные части сложных тел могут быть разделены на мельчайшие частицы, но «. нельзя, однако, идти до бесконечности, — писал он, — … должны в конце концов существовать составляющие, которые нельзя отделить друг от друга никакими химическими операциями». По мнению Ломоносова, «элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо меньших и отличающихся от него тел».
Дальнейшее количественное изучение превращения веществ и особенно процессов, связанных с их разложением, привело к правильным представлениям о простых и сложных телах и, самое главное, о химических элементах как основных составных частях всех тел окружающего мира. Количественный анализ дал возможность познать состав сложных тел. С его помощью крупнейший французский химик А. Лавуазье (1743–1789 гг.) впервые доказал, что вода и воздух, считавшиеся еще с глубокой древности «элементами», являются на самом деле сложными веществами; вода, например, состоит из водорода и кислорода. Лавуазье на основании многочисленных опытов сделал вывод, что металлы (медь, железо, золото, серебро и другие), а также кислород, сера, фосфор, азот и водород являются химическими элементами, многие из которых входят в состав сложных тел. Таким образом, Лавуазье впервые ввел в химию понятие о химическом элементе, которое соответствует нашим современным представлениям.
Во времена Лавуазье было известно около 30 химических элементов, но он считал, что это не предел: усовершенствование методов количественного анализа должно привести к открытию еще большего числа элементов. «Химия идет к своей цели, к полному совершенству, разделяя, подразделяя и еще подразделяя тела, и мы не знаем, каков предел ее успехов. Мы не можем поэтому утверждать, что тело, считающееся сегодня простым, действительно простое: мы можем только сказать, что данное вещество есть теперешний предел химического анализа …»— писал Лавуазье. И действительно, многие из веществ, которые Лавуазье считал за элементы: известь, магнезия, барит, глинозем, кремнезем и другие — на самом деле оказались сложными веществами.
Видное место в истории химии занимает французский ученый Д. Дальтон (1766–1844 гг.). Его заслуга заключается в том, что он соединил понятие химического элемента, данное Лавуазье, с атомистической теорией. Атомами он считал мельчайшие, неделимые частицы химических элементов. Согласно Дальтону для каждого химического элемента характерен определенный вид атомов, имеющих постоянный вес. Атом одного химического элемента по своей природе отличается от атомов другого элемента.
Быстрое развитие производства после промышленных революций в ряде стран потребовало увеличения добычи многих металлов, в том числе и тех, которые содержатся в рудах в относительно малых количествах. Применение усовершенствованных методов количественного анализа позволило открыть в этих рудах и в отходах после их переработки многие новые металлы. Открытию последних, безусловно, способствовало и применение нового, очень чувствительного метода — спектрального анализа, разработанного в 1859 г. Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом. С помощью этого метода были открыты рубидий, цезий, индий, таллий, гелий и другие элементы.