中国中世纪炼丹术
中国最迟在公元前2世纪的西汉武帝时期就有了炼丹术，但是其历史渊源则可以追溯到战国至秦仅之际。秦始皇统一六国就曾派人去海上求"仙人不死之药"。只是早期的长生药多为天然品，还没有建立丹房，配备专门的炼丹设备。
封建社会发展以后，帝王贵族的生活更加骄奢淫逸，梦想长生不死和永世霸业的欲望更加膨胀。炼丹术的活动正符合了他们的这种追求，得到鼓励、资助，于是迅速兴盛起来。此外，中国劳动人民长期从事制陶、冶金、酿造等化学工艺实践，本草药物的应用也有了相当的发展。劳动人民所积累的这些生产知识和经验，也为炼丹术在这个时期的产生提供了必要的物质基础。中国炼丹术正是在这样的历史条件下兴起和发展的。
中国炼丹术进入成熟阶段是略早于中世纪的魏晋南北朝时期，这一时期的代表人物为葛洪和陶弘景。
葛洪(公元281年-361年），别号抱朴子，是晋朝有名的炼丹家和医学家。他所著的炼丹术书《抱朴子》中所含化学内容极为丰富。他明确指出，煅烧红色的丹砂，可游离分解出水银。使水银和硫磺化合，生成黑色的硫化汞。在密闭的状态下，加热黑色的硫化汞，可以升华得到赤红色的晶体硫化汞。他把这两个反应的关系概括起来说："丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。"这实际上已把化学反应的可逆性问题提了出来。《抱朴子》还记述了铅的变化是可逆的，铅白加热后可以变成铅丹，铅丹可以再制成铅白。《抱朴子》一书留下了较完整而可靠的炼丹资料，对研究古代炼丹术有重要的参考意义。
在葛洪之后，中国另一名炼丹家梁朝的陶弘景(公元456年-536年）。在多年的炼丹实践中发展了无机化学知识。他明确指出金、银两种金属能够和水银化合成汞齐，这些汞齐具有可塑性，这类合金可以镀金镀银。陶弘景还掌握了鉴别钾盐和钠盐的方法。他指出，消石(即硝酸钾）以火烧之，紫青色烟起，就是真消石；而燃烧芒硝(硫酸钠）就没有这种颜色的烟。这个方法和近代分析化学用以鉴别钾盐和钠盐的火焰分析方法是相同的。
经过两晋、南北朝二百多年的延续，到了唐朝，由于皇姓李，把老聃称为"始祖"，称"玄元皇帝"，奉道教为国教，因而使炼丹术进入最盛时期。
不过，大约从隋代以后，中国炼丹术逐渐成了两个派别。一派强调修炼五金八石，炼制丹药，以外来的药力捍人身体，坚人骨髓。所以这派称为外丹派。
另一派为隋代罗浮山道士苏元朗(青霞子）最先倡导，继承了中国传统的气功，主张实行心肾交会、精气搬运、存神闭息、吐故纳新，认为"气能存生"，所以这派称为内丹派。与化学有关的炼丹术主要是指外丹派的活动而言的。
中国的炼丹术在唐代发展到鼎盛时期。表现在用药的品种大为扩展，开始参用植物药料；实验操作更为复杂；炼丹设备以西汉所用简陋的土釜、竹筒而发展到设计专用的铁质水火鼎、铜桶等；理论也趋于系统完整，以阴阳五行学说统摄。但是这时期的中国炼丹术失去了西汉时期那种朴实的面貌，而被渲染上了浓厚的神秘主义色彩。
中国炼丹术理论大致可以追溯到远古，天然丹砂的鲜红颜色在远古就被认为是一种灵异的象征。因为红色象征血，因而进而又与生命和灵魂联系起来。而且草木烧之成灰，唯独丹砂"烧之成水银，积变又成丹砂"，"烧之愈久，变化愈妙。"而烧出的水银在古代人看来更是一种神奇的物质，它具有金属光泽，"其状如水似银"，而且"见火则飞，不见尘埃"，正与方士希术"羽化飞升"的目的一致。因此历代方士们都把百药中的水银之母——丹砂奉为至尊。此外，在他们看来，丹砂和黄金又可以相互转化，因而服用丹砂可兼得金与银之精气而获长生。中国炼丹术理论于唐代已形成系统的"假外物以自坚固"和"以金养身"的丹药观。不过，他们天真地把金石草木的坚实和柔弱与人身体质之健壮、虚弱等同起来，把物质的物理、化学性质和人的生理、生命现象混同起来，因此两千年的流行过程中，得以长生者从无所见，而中毒损命者屡见不鲜。唐朝上自唐太宗，下至僖宗，几乎没有一个皇帝不与丹家有关系。宰相李泌、刘晏、卢钧；文人李白、贺知宪宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗都是服丹药死的。唐太宗服梵僧的延年药而病殁；武则天服了胡超的丹药后三年即死亡；李抱真服金丹至二万粒，腹硬而死。
此外，中国古代对金石物质自然变化的认识中，还流行着这样一种见解：天然金石物质随着时间的推移，会自然地朝着更加完善、精美的方向提高自己。有人称之为"金石自然进化论。"炼丹家认为，有些物质可以逐步完成向黄金的转变，甚至生成自然之丹，只是时间相当漫长而已。在丹鼎中靠其他药物的作用，仿照天地阴阳造化的原理，辅之以水火相济的促进，再加上祈祷上仙的护祐，就可以加快进化的过程。
唐代末年，人们对炼丹术的所谓长生不老已有了比较清楚的认识。丹家自己也认为长生不老不可信。因此到了北宋，北宋皇帝任用丹家是为了炼金银。即便如此，方士们经过广泛的、长时期的实践后，又发现所有药金都不具备天然黄金的优异性质，一切努力终归徒劳无功。所以有些比较实事求是的方士和文人学者陆续发表了怀疑和驳斥炼丹术的议论。南宋末年，文人俞琰在《炉火鉴戒录》一书中痛斥炼丹术"果皆有之乎？曰：幻也，何谓幻，诡怪妄诞也。"炼丹术逐渐衰落了。
中世纪的中国炼丹术留下了许多宝贵的化学遗产。首先，中国炼丹术为后世遗留下了相当丰富的矿物性医药制剂，这是它的一大贡献。在宋代以前，炼丹家几乎都兼为医药学家，二者之间往往没有严格的界线，例如东晋的葛洪、南北朝时的陶弘景、唐初的孙思邈都是著名医药兼炼丹家。他们把各种天然的矿物以及炼制的丹药(也包括动、植物药）划分为上、中、下三品。上品丹药能杀精魅、驱恶鬼、使人通神明而不老，属仙丹大药；中品能延年益寿，却病愈疾，兼营养滋补；下品能除寒热邪气、破积聚，但多毒，不可久服。这种分类法明显带有炼丹术的色彩，其影响一直延续到明末《本草纲目》问世以前。因此，中国古化医药化学的成就主要是从炼丹术的活动中取得的，人工合成矿物药剂的最早丹方也主要见于炼丹术的著述。
其次，这一时期炼丹术所用的药物和器具，为近代化学的产生提供了大量的物质准备。有人根据历代炼丹术文献作了一个不完全的统计，包括无机物和有机物在内，炼丹家约用了60多种药物。其中有
元素：汞、硫、碳、锡、铜、铅、金、银等；
氧化物：三仙丹(HgO)、铅丹(Pb3O4)、砒霜(As4O6)、无名异(MnhO2）、磁石(Fe3O4）、石灰(CaO)等；
氯化物：盐(NaCl）、硇砂(NH4CL)、轻粉(Hg2Cl2）、水银霜(HgCl2)、卤咸(MgCl2)等；
硝酸盐：硝石(KNO3或NaNO3)
硫酸盐：胆矾(CnSO4.5H2O）、绿矾(FeSO4.7H2O）、寒水石(CaSO4.2H2O）、朴硝(Na2SO4.10H2O)等；
硫酸盐：石碱(Na2CO3）、灰霜(K2CO3)、白垩(CaCO3)、空青(Cu(OH）2.CuCO3)、炉甘石(ZnCO3)等；
硼酸盐：蓬砂(Na2B4O7)；
硅酸盐：云母(H2Kal3(SiO4）3)、滑石(H2Mg3(SiO3）4)、长石(K2O.Al2O3.6SiO2)、不灰木(石棉，H4Mg4Si2O7）等；
合金：鍮石(铜锌合金）、白金(白铜，铜镍合金）、各种金属的汞齐等；
混合的石质：高岭土(SiO2、Al3O3等）、禹余粮(含褐铁矿和粘土的砂粒）等；
有机溶剂；醋(CH3COOH)、酒(CH3CH2OH）等。
此外，炼丹使用了丹炉、丹灶、丹鼎等加热设备。炼丹所用方法大致有加热法、升华法、蒸馏法、沐浴法、密封法、溶液法等许多种。这些都极大地丰富了世界化学的知识宝库。
这一时期中国炼丹术的最大贡献在于四大发明之一——火药的发明。黑火药的精确的发明年代和发明人，现在还未曾考出。中国大约是在7世纪左右已有原始的火药。唐初孙思邈的"丹经内伏硫黄法"记载：在器具中加了硝石、硫黄，再逐渐投入"烧存性"——即未完全烧成灰的皂角子，就会急剧燃烧。
民间流传的"一硝二磺三木炭"，就是火药的简易配方。火药燃烧化学反应近似于下列方程式表示：2KNO3＋3C＋S＝N2↑＋3CO2↑＋k2S(固）＋169K2S。在燃烧后，其体积约增大至原来体积的两三千倍，因而在密闭的容器中会爆炸。
硝石、硫磺、木炭这三种成分都是炼丹家惯用的东西，因此火药可能是他们在实践中偶然发明的。
"火药"这个名词及其正式配方，最早见于宋仁宗康定元年(公元1040年）诏敕曾公亮、丁度等所撰的《武经总要》(成书于1044年）。其中记载了三个火药方：(1)毒药烟球，(2)蒺藜火球、(3)火炮。以火炮火药为例，其配方为："晋州硫黄十四两，窝(倭）黄七两，焰硝二斤半，麻茹一两，乾漆一两，砒黄一两，定粉(铅粉）一两，竹茹一两，黄丹一两，黄蜡半两，清油一分，桐油半两，松脂一十四两，浓油一分。"当时火药配方中，主要成分是硝、硫、炭。其他组分属于燃烧、爆炸、毒性、烟雾的配料。其用料十分周密，各有用度，说明宋代火药已经过相当时间的研究和使用。
恩格斯指出："火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。"据史书记载，公元1260年，元世祖的军队在叙利亚战败，阿拉伯人缴获了包括火箭、毒火罐、火炮、震天雷在内的火药武器，从而掌握了火药的制造和使用方法。欧洲人则是在和阿拉伯国家的战争中才接触和掌握了火药和火药武器的制造，大约落后于中国约5-6个世纪。
中古时代和流传到西方的所有发明物中，最有毁灭性的火药对政治、经济和科学，都产生了最大的影响。历史学家贝尔纳认为"由于只有富有的共和国，或由商人支持的君王们，才能控制金属资源，并操纵制造金属大炮的技能。这些事实必然要摧毁那些以土地为根据的贵族的独立性，也象炮弹必然要打垮他们的城堡那样。火药获胜，就是民族国家获胜，也就是封建制度末日的开始"。
火药的出现提出了一些问题，引导人们进一步地探索科学。例如，火药的主要成分是硝石，只能在悉心研究盐类的离析或提纯之下产生。在制备硝石过程中，就使人注意到溶解和结晶现象。还有，如何解释火药爆炸，难住了中古时代的化学和物理学。火药爆炸显然是火的作用，但它不同于地球上所有其他的火，并不需要空气。因此就引起了揣测，以为硝石已备有了空气，或反过来说空气中含硝，至少含一种带硝的精气。从那时以后，对燃烧以及与此有关联的呼吸，即对动物需要空气一事试行解释时，都奉这种揣测为理论根据。在人们争论了和实验了4个世纪以后，它终于引导人类发现氧，并由此诞生了现代化学。
中国炼丹术留下了宝贵的遗产，同时也留下了无尽的遗憾。中国炼丹家所用的药品大多是汞、铅、硫等少数几样东西，无疑是非常有限的。炼丹家采用的方法也很少，主要是升华法，没有象阿拉伯、欧洲那样大力发展蒸馏术，这也是一大缺憾。炼丹术谨守秘密、不事交流，又造成了重复操作、浪费大量人力与物力的恶果。此外，欧洲的古代化学之所以能发展成为科学的化学，其中一个重要的原因是采用了天平等衡量器具和数学的推论，然而中国的炼丹家往往缺少数学的修养。虽然他们也能通过衡量器械知道从多少份量的水银能制得多少份量的硫化汞，而且记载非常准确。然而，他们一直没能指出汞、硫、硫化汞相互间的数量关系，当然更不可能发现化学反应的物质守恒定律。中国炼丹术未能把炼丹发展成为科学的化学，真乃千古憾事。
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