基于氧化说和质量守恒定律，1789年拉瓦锡发表了《化学基础》（Traité élémentaire de Chimie）这部集他的观点之大成的教科书，在这部书里拉瓦锡定义了元素的概念，并对当时常见的化学物质进行了分类，总结出三十三种元素（尽管一些实际上是化合物）和常见化合物，使得当时零碎的化学知识逐渐清晰化。在该书中的实验部分中拉瓦锡强调了定量分析的重要性。最重要的是拉瓦锡在这部书中成功的将很多实验结果通过他自己的氧化说和质量守恒定律的理论系统进行了圆满的解释。这种简洁、自然而又可以解释很多实验现象的理论系统完全有别于燃素说的繁复解释和各种充满炼金术术语的化学著作，很快产生了轰动效应。坚持燃素说的化学家如普利斯特里对其坚决抵制，但是年轻的化学家非常欢迎，这部书也因此与波义耳的《怀疑派的化学家》一样，被列入化学史上划时代的作品。到1795年左右，欧洲大陆已经基本全部接受拉瓦锡的理论。

法兰西科学院常会由政府资助，给予科学家薪水同时要求完成某些任务。由于拉瓦锡的很强的工作能力，他参与了很多这种任务并负责起草报告。其中影响很大是统一法国的度量衡。1790年法兰西科学院组织委员会负责制定新度量衡系统，人员有拉瓦锡、孔多塞、拉格朗日和蒙日等。1791年拉瓦锡起草了报告，主张采取地球极点到赤道的距离的一千万分之一为标准（约等于1米）建立米制系统。接着科学院指定拉瓦锡负责质量标准的制定。经过测定，拉瓦锡提出质量标准采用千克，定密度最大时的一立方分米水的质量为一千克。这种系统尽管当时受到了很大阻力，但是今天已经被世界通用。

社会活动与处死
1768年拉瓦锡加入法国由国王直接管辖的税务机关（Fermi）。当时的法律规定，如果税务官收的税除去交给国王的还有剩余，那么就由他自己支配，于是很多税务官不用工作也有大笔的收入。这使得很多纳税人特别是农民对税务官印象极差。拉瓦锡本人也有一些额外收入，尽管他将其中大部分都用作购买和制造仪器，并进行了盐税的改革，修筑了城墙以打击走私。甚至在自己的农场进行农业化学实验，希望可以通过提高产量来抵消高税收的影响。但是他最终受累于税务官这一身份。

1780年马拉（法国大革命中雅各宾派领导人之一）发表了一篇证明火是元素的论文。希望借此可以入选法兰西科学院，拉瓦锡对此论文给予很低的评价。1791年马拉写了一本小册子抨击税务官，其中指责拉瓦锡为了防止走私所修筑的城墙污染巴黎空气，向烟草上洒水增加重量，盘剥百姓。而实际上拉瓦锡是为了防止烟草干燥才要求洒水，并且在洒水之前要称重，所有交易以干重为标准。这部小册子的攻击使得民众对税务官的仇恨达到了顶峰。

1794年拉瓦锡被捕。他以前的研究伙伴虽然有的已经在政府里谋职，却人人自危，不敢发一言以救之。5月8日拉瓦锡被定罪，当天与其他27个税务官一起上了断头台，后来被平反。流传甚广的说法是当时他的朋友希望法官看在拉瓦锡的科学贡献上饶他一命，法官回答“共和国不需要科学家，让判决给他上一课”，这一说法已经被确定为子虚乌有。还有另外一种传说，拉瓦锡和刽子手约定头被砍下后尽可能多眨眼，以此来确定头砍下后是否还有感觉，拉瓦锡一共眨了十五次，这是他最后的研究。这一传说同样不见于正史。

拉瓦锡死后，拉格朗日惋惜道：“仅仅一瞬间，我们就砍下了他的头，但是再过一个世纪也未必再有如此的头脑出现。”（Il ne leur a fallu qu'un moment pour faire tomber cette tête, et cent années, peut-être, ne suffiront pas pour en reproduire une semblable

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