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汞又叫水银，是一种白色液态物质。炼丹家们用丹砂制取汞后，将汞与多种金属化合形成汞齐合金，以供服用，其中最著者是铅汞剂，古称“玄黄”或“黄精”等，是炼丹家们梦寐以求的“大丹”。炼丹家们经过长期的实践，还摸索出了利用汞合成两种氯化物的方法，它们是氯化高汞和氯化亚汞，均可入药，作服食之用。经化学家研究考证，氯化汞的合成是我国炼丹术和医药化学对无机合成化学的一项重要贡献。
黄金在炼丹家的药料中，地位仅次于丹砂。黄金柔软，延展性好，在当时人们所知道的金属中，是化学性质最稳定的一种。古人认为：金性不朽，为万物之宝，食之长寿，把金的特性转移到人的身上来了，由此，炼丹家对金崇拜备至。不过，炼丹家最初服食的并非真黄金，而是以丹砂和黄金合炼后经过提取的“神丹金液”，即药金。后来，人们发现，服食“神丹金液”寿命不仅长不了，还屡屡发生中毒致死的惨剧。因此唐代以后，改为服食真黄金，当然其结果也好不了多少。
铅是一种十分普通的金属，但在中国炼丹家的眼中，它和丹砂、黄金一样，也是重要的炼丹原料。铅外部乌黑，内部却发亮，在炼制过程中，因温度和氧化程度的不同，又可呈现不同的颜色，这使古人感到非常神秘，符合他们“形变神不变”的观点。铅经氧化成为铅丹，又称黄丹，化学名称叫四氧化三铅（Pb3o4），常温时呈黄橙色或红色，受热时为紫色。《神农本草经》将铅丹视为能“炼化还成九光，久服通神明”之物，炼丹术士则认为那是“神丹大药”。
（二）炼丹方法
在道教炼丹术中，由上述丹砂、汞、黄金铅等物质制成的丹药种类很多，制丹方法也很多，有所谓岷山丹法、务成子丹法、羡门子丹法等，但基本方法不外乎两种：火法炼丹、水法炼丹。
火法炼丹是通过炉水加温，使丹砂等固态物质发生反应炼制成丹的方法，包括蒸馏、升华、化合和各种伏火法等。炼丹术士们采用蒸馏法，由丹砂提取水银，即所谓“抽砂炼汞”。升华和化合常与研磨法合用，如金属同汞反应生成汞齐，先将金属制成粉或细碎颗粒，然后与汞研磨则易于化合。各种伏火法是炼丹家们经常用到的方法，包括养火、顶火、燠、炮、、煅等等，名目繁多，根本目的就是加热使药物变性，达到一定的药物处理效果。
水法炼丹是将诸药物消化成水，在溶解状态下发生反应。水法炼丹中使用的方法很多，葛洪的著作中载有“丹砂水法”、“治作雄黄水法”、“矾石水”等多种。如丹砂水法，要用硝石（Kno3）和醋酸（cH3oH）配合，还要用石胆（cuSo4）作催化剂，才能将丹砂化为水。反应式是这样的：
3HgS＋8Kno3＋8cH3oH—cuSo43（ccH3o）
3Hg＋3K2So4＋8no＋2cH3oK＋4H2o醋酸汞硫酸钾醋酸钾
这种把酸碱反应和氧化还原反应统一起来的方法，是我国古代炼丹化学上的一大创造。
在水法炼丹中，炼丹家们还注意控制温度增加物质的溶解度，使药物彻底化为水，以符合丹家水服的标准。
（三）实验化学的先躯
一千余年来，炼丹道士们就是利用上述方法，在深山老林中，在屏绝尘俗嚣扰的高墙内，架炉安鼎、炼金烧丹，不知熬过了多少个不眠之夜，经历了一次次实验中的沮丧和狂喜。在一种虚妄的观念指导下，他们的实践活动虽然表现出十足的荒谬，充满着虔诚的幻想，但在科学史上，却成为实验化学的先躯。
首先是，炼丹术士们积累的关于物质变化的具体知识不容忽视。他们设想贱金属可以变成金银，水银可以变成黄金，用各种金石药物配起来可以合成或分解成新的物质，这在人类历史上，是前所未有的奇想，其合理内容是和近代化学暗合的。
其次，炼丹术士们在毒烟笼罩的丹房里做着长期的、大量的实验，摸索着制造金丹的原料和原料的配方，以及操作方法，特别是加热的程序、温度高低的控制。这一切，正是原始的化学实验。
再次，炼丹术士们在长期的实验中逐步积累了对物质的化学性能的认识，学会了描述、鉴别不同化学物质的方法。例如，我们知道，钾盐燃烧时火焰为紫色，钠盐的火焰为黄色，而陶弘景就记载了硝石（硝酸钾Kno3）的火焰鉴别法，说将它“强烧之，紫青烟起。”直到今天，我们在实验室还用火焰的颜色来区别不少的物质。1400多年前的陶弘景就学会了这种方法，应该说是了不起的。
三、火药在意外中发明
火药的发明与道教的炼丹术很有关系。炼丹术对人类的最大贡献，除了担当实验化学的先躯外，就是道士们在烧炼丹药的过程中不自觉地发明了火药。
我们知道，火药的原始配方，是由硫黄（S）、硝石（Kno3）和炭（c）研末后
混合而成。硫黄和硝石是古代炼丹者们水法炼丹中的两种石药，炼丹家认为这两种石药含有阳火之毒，能败人五脏。在水法炼制之前，必须制伏火毒，将两物用火烧一下，火毒便会自去，这叫以毒攻毒，这个过程称为“伏火”。在伏火过程中，稍有不当，就会剧烈燃烧或爆炸，发生意外事故，炼丹家正是在意外事故中发明了火药的原始配方。
在古代，“伏火”所用的药料大约有如下三类：
一是用硝石、玄胴肠（猪大肠）、松脂与雄黄合炼去火毒。玄胴肠和松脂加热炭化后即相当于木炭成分，而雄黄含硫。这一配方与现代的黑方炸药配方几乎完全相同。这一方法的具体操作，见于葛洪所著《抱朴子仙药》。
二是用硫黄、雄黄、硝石与蜂蜜合炼。蜂蜜相当于木炭的作用，能与硫、硝石充分混合炭化，三者合在一起，即为爆炸混合物，可剧烈燃烧。
三是用硫黄、硝石与皂角子合炼。在孙思邈所著的《丹经》中记载了具体的操作方法。方法是将沙罐或销银锅埋入土中，口与地平，周围用土填实，将硝石、硫黄各二两投入罐中，再加入皂角子，用火燃烧。这时，刚刚烧过的皂角子带着余火与硝石、硫黄接触，硝石、硫黄也燃烧起来，实际上这就是一副黑火药配方了。
“伏火”时，必须严格掌握药料成分比例和加热操作反应过程，否则就可能燃烧或爆炸。有一部大约在唐代中期问世的托名郑思远所撰的炼丹书《真元妙道要略》记载说，有人用硫黄、雄黄、硝石与蜂蜜合在一起加热，结果火焰腾起，烧伤了手和脸，连房子也烧成了灰烬。此书还告诫人们说：“硝石……生者不可合三黄等烧，立见祸事”。也就是说，硝石和硫黄等是不能放在一起烧的。这是历史上第一次用文字揭示了火药的发明与炼丹术有密切相关的事实，大概是炼丹家们在实验中经历了不少这类的祸事，才作为一种必须防范的祸事在文献中记录下来。英国的科技史专家李约瑟说，在任何一个文明国家中，最早提到火药的，是一部题为《真元妙道要略》的道教炼丹著作。
表面看来，火药的配方是炼丹家们的偶然发现，但它也是炼丹家们通过长年累月的艰苦探索，用惨痛的代价换来的重要成果。后来，人们变害为利，将配方加以改进由猛烈燃烧改为剧烈爆炸，应用于生活和军事中，制造出烟花爆竹，制造出后来各种枪炮的前身——管状火器。于是，道士们在意外中发明的火药，终于在社会上产生了震响。
大约在8、9世纪时，火药就被用于战争。大约在9至10世纪，出现了火箭、火球等
攻击型武器。11世纪30年代，已经出现了管状火器。北方的金人和蒙古人，在战争中学会并改进了武器。12世纪成吉思汗西征时，就使用了火炮。道士炉鼎中的火药西传至阿拉伯地区，欧洲人则从阿拉伯人那里学会了制造和使用火药，成为他们攻城掠地的利器，这是那些追求长生成仙，在烟薰火燎的丹鼎炉里无意中发明了火药的道教徒们怎么也想不到的。
古代炼丹术中的化学成就
高度发展的现代化学今天不仅揭开了物质变化的秘密，而且造出了许多自然界本来没有的人造物质，可以说已经达到了古人所梦想的“夺天地之造化”的地步。然而我们知道，这门科学和人类其他知识一样，一开始也是经过了一个幼稚阶段的；这一阶段就是恩格斯称做化学的“原始形式”的炼金术或炼丹术。
炼丹术是古人为求“长生不老”而炼制丹药的方术，这种方术在我国起源很早，据《汉书刘向传》载，淮南王刘安（前179…前122）在他的《枕中鸿宝秘苑书》中说，战国时邹衍（约前305…前240）有“重追延命方”，看来这可能是我国古代丹方之祖。但是这方不传于世，刘安那部书也早已散佚，内容怎样现在已经无从查考。不过，《战国策》有方士向荆王献“不死之药”的记载，《史记》对秦始皇求“仙药”和派方士徐市（福）率童男女几千人入海求“仙人”的事叙述很详细，可见我国炼丹术在先秦时期的确已经开始萌芽。到西汉时期，武帝刘彻（前156…前87）以更大的规模求仙求药，并采纳方士李少君的建议，在宫中设立丹灶，亲自从事炼丹。从此以后，炼丹之风就在封建统治阶级中开始盛行，并且经久不衰，一直发展到宋元以后。所以历代都出现了许多烧丹炼汞的方术之士，也就是我们今天所谓的炼丹家。
我国古代的炼丹活动（以锻炼身体为主的“内丹”除外），涉及自然科学的许多不同领域，但是它的主要内容是以下三个方面：
第一，用各种无机物，包括矿物和金属，经过化学处理制作长生药的研究：
第二，为了研制药用的人造“金”、“银”而进行的冶金技术研究；
第三，为了寻求植物性长生药而进行的药用植物研究。
炼丹术所追求的目的是荒诞的，所依据的理论也大部分是属于唯心主义和迷信的，这是它在流行一千几百年之后终于让位给本草学（就是包括制药化学在内的中国传统药物学）的原因。不过历代炼丹家在广大劳动人民生产斗争知识的基础上，亲自采药、制药，做了种种实验，在炼丹实践中对自然现象进行观察研究，这就使得他们能在科学技术特别是在化学方面，取得许多重大成就，成为留给后人的宝贵遗产。
火法炼丹
我国古代炼丹的方法可分火法和水法两种。所谓火法，主要、是带有冶金性质的无水加热法。东汉炼丹家魏伯阳在《周易参同契》中说，他那时有《火记》六百篇，讲的就是这种火法。但是这部书早已失传，内容已经无从查考。据晋葛洪《抱朴子内篇》以及比较晚的炼丹�