炼丹术的兴盛
隋唐两代以至北宋是中国炼丹术发展的黄金时代。特别是唐代，由于皇室姓李，便附托老子李聃为始祖，尊之为玄元皇帝，并把道教奉为国教。唐代帝王多宠信方士，迷信神仙方术，炼丹术得到了统治者的支持。同时，许多文人学者热衷于问道寻仙，炼丹制药，出现了不少著名的炼丹家和内容丰富的炼丹著作。于是，中国炼丹术经过几百年的发展，在唐代达到了它的全盛时期。这一时期，火法炼丹与水法炼丹都有很多新的成就;用药品种大为增加，所用植物药料开始增多;实验操作更为复杂，炼丹工具和设备从两汉所用比较简陋的土釜竹筒等发展到特制的铁质上下釜、水火鼎、铜桶等;1970年，在西安南郊何家村唐邠王府出土了一批炼丹药物和用具，从中可见这些药物和用具是相当精制和考究的;在理论上也趋于系统和完整，但失去了两汉时期那种较朴实的面貌，而更多地染上玄奥隐晦的神秘主义色彩。据梅彪撰《石药尔雅》记载，当时“有法可营造”的长生丹药就有九十八种，收录论述炼丹服食的书目则有九十七部。又据《铅汞甲庚至宝集成》收录的《神仙养道术》记载，当时流行的药金达十五种。以上这些都反映出当时炼丹术的兴盛情况。
炼丹家炼制的所谓“仙丹”，大多是含汞、铅、硫、砷的剧毒物质，吃了非但不能长生，反而会致人于死地。汉代诗人就有“服药求神仙，多为药所误”的感叹，以后不断有人对此发出警告，但服食受害者仍屡见不鲜。清赵翼《廿二史札记》卷十九“唐诸帝多饵丹药”条载，唐太宗、宪宗、穆宗、敬宗、武宗、宣宗皆服丹药中毒致死。皇帝如此，何况臣民百姓。当时一些大臣如杜伏威、李道古、李抱真等也都是因服食丹药中毒致死。白居易《思归》诗云：“退之(韩愈)服硫黄，一病讫不痊。微之(元稹)炼秋石，未老身溘然。杜子(杜牧)得丹诀，终日断腥膻。崔君(崔玄亮)夸药力，终冬不衣棉。或疾或暴夭，悉不过中年。”炼丹术的兴盛带来了不尽的悲哀。但任何事物都有利有弊。这一时期，出现了不少在当时和对后世都有重要影响的炼丹家和炼丹著作。如孙思邈和他的弟子孟诜、陈少微、张果、玄真子、清虚子、楚泽先生、独孤滔等，都是其中的著名人物。他们或亲自进行炼丹实践，或着意收录前人经验汇编成书，从而在探索自然现象、认识自然规律、制备新的物质和保存原始文献等方面，做出了不可磨灭的贡献，推动了化学和药物学的进展。
孙思邈(581—682)，其著述以医学为主，今存《备急千金要方》、《千金翼方》各三十卷。其炼丹著作多已失散，现仅存《太清丹经要诀》等。此书记有不少化学上的重要成果，如《伏雌雄二黄用锡法》一条，非常明确地介绍了用雄黄、金属锡制作彩色金(SnS2)的方法：雄黄十两，末之，锡三两，“铛中合熔，出之。入皮袋中揉使碎，入坩埚中，火之。其坩埚中安药了，以盖合之。密固，入风炉吹之。令锅同火色，寒之。开，黄色似金”。
这是目前世界上最早的关于制得二硫化锡的明确和详实的记载。今人的模拟实验表明，这已经是一个相当成熟的方案。用此法制彩色金也较后世阿拉伯和西欧炼金家采用硫磺、硇砂的方法简便。因此它无疑是世界古代化学史中的一项卓越成就。陈少微，也是著名炼丹家，生平不详，有学者推测是玄宗时人。他所撰写的《大洞炼真宝经修伏灵砂妙诀》和《大洞炼真宝经九还金砂妙诀》，是两部重要的炼丹著作。《九还金砂妙诀》详细记述了丹砂的产地，第一乃至第七返的各种灵砂的制法。书中所载竹筒式抽砂炼汞(即从丹砂制水银)的方法尤其别致。这种方法是“先取筋竹为筒，节密处全留三节。上节开孔，可弹丸许粗，中节开小孔，如筋头许大，容汞溜下处，先铺厚蜡纸两重，致(置)中节之上。次取丹砂研细，入于筒中，以麻紧缚其筒，蒸之一日。然后以黄泥裹之，可厚三分，埋入土中，令筒与地平。筒四面紧筑，莫令漏泄其气。便积薪烧其上，一复，令火透其筒上节，汞即流出于下节之中。”这段文字清楚地叙述了这种操作简便、效率较高而成本很低的竹筒式炼汞装置和抽汞过程。陈少微在此书中提到的“销汞”法(即用水银和硫磺制取丹砂的方法)及其他一些丹法也相当详细。如在销汞法中，关于汞硫用量、火候掌握、操作程序、出现的现象，以至最后汞“化为紫砂，分毫无欠”的结果等，都有准确、细致的记载。从一定意义上说，把这些内容誉之为很有价值的化学试验记录并不为过。从中也可看出当时在制取红色硫化汞时所达到的高度工艺水平。
同时代的著名炼丹家还有张果，就是民间所传“八仙”中的张果老，玄宗时人，大约生活在七世纪后期至八世纪中期，生平不详。他著有《神仙得道灵药经》、《丹砂诀》和《玉洞大神丹砂真要诀》等。《玉洞大神丹砂真要诀》记述丹砂的产地、形状、性质都非常详细，其中提到用“汞一斤，硫黄三两”制成紫砂，其内容与陈少微《九还金丹妙诀》相类似。这里汞、硫两物的重量比为100∶19。而根据丹砂(硫化汞，HgS)的组成计算，汞、硫重量比是100∶16。陈张二人把硫磺的量加多，是因为硫磺容易燃烧而遭到损失的缘故，这是很有道理的，说明当时制造丹砂确已积累了丰富的经验。《太清石壁记》，作者楚泽先生，事迹不详。据《新唐书·艺文志》载，此书为隋开皇时著名炼丹家苏元明撰，唐肃宗乾元年间剑州司马编纂。书中记载的“艮雪丹方”，即为锡汞齐制法。此外还记载有制“水银霜法”，其飞炼要诀中所用药物为水银、盐、朴硝、太阴玄精和敦煌矾石。经模拟实验判明，如此飞炼所得的“水银霜”是升汞(HgCl2)或甘汞(氯化亚汞，Hg2Cl2)与升汞的混合物。这是我国现存古籍中制得升汞的最早记录。有些学者认为用这一方法制炼出来的水银霜是亚汞而不是高汞，因此应把水银霜改为水银粉(轻粉)才符合事实。另外，唐代水银霜是常用的内服药，并用作化妆品，所以不可能是有剧毒和腐蚀性的升汞，孙思邈《千金翼方》所载《飞水银霜法》的制品，也只能是氯化亚汞(甘汞)。王焘《外台秘要》所收西晋《崔氏方》“造水银霜法”时代更早，也确有可能制得氯化高汞，但因制炼条件较为复杂，能否实现，尚有待研究。
《黄帝九鼎神丹诀》是唐代一部重要的炼丹著作，书中含有丰富的化学知识。例如详细记述丹砂、雄黄、空青、矾石、朴硝等药物的产地及鉴别质量好坏的方法;记载了利用物质不同的溶解度来制取药物的方法，如利用朴硝和芒硝溶解度的差别来提取结晶硫酸钾等等，这种方法是前所未见的，是一项新的发明。还特别值得一提的是，书中收录的“假别药作石胆法”，非常详实地记载了石胆的人工合成法：“青矾石二斤，黄矾一斤，白山脂一斤。大铁器销铄使沸，即下真曾青末二斤，急投搅，泻出做铤，成好石胆。看矾石等刚溶不尽，即投曾青末和苦水使相得，泻著矾石中消溶。泻出作铤亦得也。”这个方法利用了绿矾(黄矾)与曾青之间的复分解反应，其实质与现代无机化学合成方法，几乎完全一致，也是中国古代化学史上的一项很出色的成果。
唐肃宗乾元年间(一说武后至玄宗时)，金陵子撰《龙虎还丹诀》上下两卷。金陵子的真实姓名已不可考，从他的道号来看，可能是今江苏人。《龙虎还丹诀》中对用砒霜点化白铜制取砷白铜的技术作了详尽具体的叙述。这是我国古代炼丹家的一项重要贡献。《龙虎还丹诀》还记述了十五种由各种铜化合物中提取“红银”(即红铜)的方法，甚至作了定量的研究。“炼红银法”的操作要领是：将水银及少量水放在磨光的铁锅中，并投入石胆或曾青、白青等矿物原料，然后用文火加热到微沸，这时铁锅的铁将铜盐中的铜置换出来，通过搅动，铜与水银生成铜汞齐逐步固化而结成红银“砂子”，从而使铁锅不断裸露出新的表面。将红银砂子放在炼丹炉中加热，水银蒸发后就得到了红银(红铜)。这实际上是一种新的水法炼铜的方法。
除上述外，唐代还有不少炼丹著作，大多收入《道藏》洞神部众术类中，如《金石簿五九数诀》、《铅汞甲庚至宝集成》、《真元妙道要略》、《张真人金石灵砂论》、《修炼大丹要旨》、《太虚丹经》、《灵宝众真丹诀》、《涌泉匮法》等。其中也载有不少关于中国古代炼丹化学成就的珍贵资料，有的书如《金石簿五九数诀》还可能是翻译外国的或者由外国人撰写的作品。可惜的是对许多炼丹著作迄今尚缺少甚至无人进行深入的研究。
此外，唐代的医学和本草学著作中也记录了有化学意义的一些重要成就，其中有些与炼丹术是密切相关的。例如孙思邈的“飞水银霜法”，又如《唐本草》记载的“银膏”制法：用白锡、银箔和水银合成之，“凝硬如银”，这是世界上见于记载的最早的补牙合金。此书还叙述了氯化铜的制法：“以光明盐、硇砂、赤铜屑酿之为块，绿色。”其制银粉法，也很神妙，大致过程是用汞把银箔化成银汞齐，再加入硝酸钾、食盐并研成粉末，加热后汞即升华，再用水淘洗便得到了银粉。另一方面，通过炼丹所得到的化学药物，在医学上得到了广泛的运用。如其中有些丹药具有提毒、拔脓、杀菌、消炎等显著功效，有些则是治疗疥癣、湿疹等皮肤病的良药，现在仍然应用于临床，这也是炼丹术的重要贡献。
火药的发明
火药是中国古代炼丹家最伟大的发明和最杰出的贡献。火药作为中国古代的四大发明之一，对于世界文明的进步产生了不可估量的影响。
火药的基本成分是硝、硫和炭。而硝石、硫磺和含碳物质则是古代炼丹家所常用的药物。其中硝石是火药的关键原料，中国早在两千多年前已利用硝石。马王堆三号汉墓出土帛书的医方里已有硝石，西汉司马迁《史记》亦载名医淳于意曾用消石(即硝石)治病，在《神农本草经》中，硝石被列为上品药。硝石也是一种主要的炼丹药剂。早期丹经《三十六水法》就着重介绍了硝石在水溶液中对丹砂、雄黄、云母、石英等矿物的化学作用。中国使用硫磺大约始于西汉。《神农本草经》将硫磺列为中品药，说它“能化金银铜铁奇物”。早期炼丹术著作《黄帝九鼎神丹经》和《三十六水法》，已用到硫磺，称之为“石亭脂”。三国两晋时期，中原地区开始从焙烧黄铁矿制取绿矾的窑顶上收集冷凝成液的硫磺。至于炭类，更是古代常常接触的物质。中国炼丹家对于硝、硫、炭类物质性质的认识和应用，为火药发明创造了条件，奠定了重要的基础。
中国古代炼丹家在炼制丹药的过程中，常常使用硝石、硫磺、雄黄、雌黄和含碳物质等药料。而如果将这些药料混在一起加热，就有可能发生猛烈的燃烧甚至爆炸现象。葛洪《抱朴子内篇·仙药》中的“饵雄黄方”就是一个可能引起爆炸的配方。另外，炼丹家们还有一种“伏火法”。在古代炼丹术语中，“伏”的含意和目的还不是很清楚的，但大致上说，“伏”是驯伏，即降低某种物质的毒性或使不稳定的物质变得稳定，便于控制，以及制得相关的产品等。例如对硝石、硫磺、雄黄的伏火法，就可能是试图将它们通过加热或其他手段处理，以改变其易燃易爆的剧烈性质。唐代丹经中有不少这类伏火法。其中《诸家神品丹法》所引《孙真人丹经》内“伏火硫磺法”，一般认为是现存最早的火药配方。孙真人即孙思邈，其法是：“硫磺硝石各二两，令研。右用销银锅或砂罐子入上件药在内。掘一地坑，放锅子在炕内，与地平，四周却以土填实。将皂角子不蛀者三个，烧令存性，以钤逐个入之。候出尽焰，即就口上着生熟炭三斤，簇段之。候炭消三分之一，即去余火不用。冷取之，即伏火矣。”其中“皂角子烧令存性”，实际上是生成炭。这个配方包含了硝、硫和炭这三种黑色火药的基本成分。也有学者认为这段话并非《孙真人丹经》的内容。唐元和三年(808)清虚子撰《铅汞甲庚至宝集成》中记载有“伏火矾法”。其内容为：“硫六两，硝二两，马兜铃三钱半。右为末，拌匀。掘坑入药于罐内，与地平。将热火一块，弹子大，下放里面。烟渐起，以湿纸四五重盖，用方砖两片捺，以土冢之，候冷取出。”这是与《诸家神品丹法》所录同类的实验。有人认为这才是有年代可考的最早的火药配方。在中唐时期托名晋郑思远所撰的丹经《真元妙道要略》中提到：“有以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手面及烬屋舍者”，并告诫说：硝石，“生者不可合三黄等烧，立见祸事”。“蜜”加热易成炭，“三黄”，指硫磺、雄黄和雌黄，在火药发展史上，这两条材料尤为重要。因为前面提到的关于火药配方的两条记载，只是说明该配方中含有硝、硫、炭三种成分，并没有说明会不会引起燃烧或爆炸，而在古代炼丹实践中，丹炉起火或爆炸的事件是时有发生的，只不过未把所含药物记录下来而已。在以上两条记载中，实际上已经把硝石、硫磺和炭混合在一起，这种混合物就是原始的黑色火药。这两条记载也说明，至迟在中唐时期，中国炼丹家已经明确地认识到在一定条件下，火药有剧烈燃烧和爆炸的性质，这已是炼丹家实践经验的总结。当然，这一阶段关于火药只停留在对其性质的认识和对其危险性的防避上，至多不过在医药上有所应用。直到晚唐五代时期，火药才被作为自觉的和有意识的研究对象，从炼丹家的丹房里传入军事家手中，成为战争中威力强大的重要工具。从此之后，关于火药乃至火药武器的研制才真正获得了极其迅速的发展。
