前科学概念群的形成，使化学逐渐冲破了经验常识的局限和神秘主义的框架。但是，由于它本身的前科学的局限性，就使得当时整个化学领域的状况仍然显得很混乱。直到18世纪科学的化学概念群的产生，这一混乱局面才得以结束。在前科学概念群向科学概念群转换过程中，出现了一个具有严密结构和主导概念的非科学的概念群，这就是第一个能够统一地解释化学现象的概念群——燃素概念群。1703年，斯塔尔用“燃素”代替了波义耳的“火微粒”和贝歇尔的“油土”。以燃素概念为主导，其它化学概念在燃素说的框架内产生了，如脱燃素空气、燃素化空气等。这些概念彼此发生了关联，不再像一般前科学概念群的个体概念那样彼此孤立。燃素概念群能够解释金属煅烧、金属溶于酸和金属的置换反应等当时已知的许多化学现象，并引导人们继续深入研究物质的性质和反应过程。然而，燃素本身并没有被确证。它成了火、热、光等现象的代名词。人们无法找到独立存在的燃素。燃素这一主导概念成了一种不能直接感知，也不能用理性把握的非物质实体。这个概念背离了客观物质存在和运动的本性，无法对金属煅烧和有机物的燃烧进行统一的解释。燃素论拥护者提出的燃素具有负重量的观点不仅无法弥补这一缺陷，反而使燃素概念群矛盾加剧。燃素概念群还影响着当时人们的思考方式，使得普利斯特利等人尽心致力于燃素的发现，把具有开创性的发现归结到燃素概念上，从而失去了发现氧气的优先权。