哪個人實現了除了氮、氫、氧外其他已知元素氣體單質的液化?
麥可·法拉第
在地球上的常規條件下，氫的單質以雙原子氣體存在，即氫氣。但由於質量低，氫氣比其他較重的氣體更容易逃逸地球重力，所以在地球大氣中的含量極低，只佔大氣總體積的百萬分之1。另一方面，氫卻是地球表面豐度排第三的元素，主要存在於碳氫化合物和水等化合物當中。某些細菌和藻類會釋放氫氣，胃腸氣中也含有氫氣。星際物質中的氫分子經宇宙射線的電離之後，會形成三氫陽離子。這種離子也存在於木星的大氣上層。在太空的低溫低密度環境下，三氫陽離子可以較穩定地存在，所以它是宇宙中最常見的離子之一，對星際物質的化學研究也起到了重要的作用。中性三原子氫是一種不穩定分子，只能在激發狀態下存在。氫分子陽離子是宇宙中罕見的分子。
英國化學家漢弗里·戴維是凝聚體物理學的先驅之一。他在十九世紀初即進行了相關的研究。戴維發現當時已知的40種化學元素中有26種元素的單質具有一些共有的性質，如表面有金屬光澤、延展性強、電導率及熱導率高。這意味著原子可能並不像約翰·道爾頓所預見的那樣不可分，而是具有內部結構。戴維進一步提出像氮氣以及氫氣這樣常溫常壓下為氣體的單質，在一定的條件下可以液化，並且它們液化後也會具有一定的金屬性。1823年，當時還是戴維實驗室的助手的麥可·法拉第實現了氯氣的液化，並隨後又實現了除氮、氫、氧外其他已知元素氣體單質的液化。1869年，愛爾蘭化學家托馬斯·安德魯斯在對液體到氣體的相變進行了一定的研究後，引入了臨界點這一概念來描述系統同時具有液體與氣體特性時的條件。隨後，荷蘭物理學家約翰內斯·范德瓦耳斯提出了凡得瓦方程式，為後來較高溫度下的測量結果預測系統臨界行為提供理論基礎。1898年，詹姆斯·杜瓦實現了氫氣的液化。十年後，海克·卡末林·昂內斯實現了氦氣的液化。保羅·德汝德在1900年提出了首個金屬內電子運動的古典模型。德汝德在其模型中以金屬中電子的行為類似氣體分子為出發點描述了金屬的一些性質。德汝德模型也是首個能夠解釋像維德曼–夫蘭茲定理這樣的經驗定律的微觀模型。儘管德汝德模型取得了一定的成功，但其仍不能解釋一些重要問題，如電子對於金屬熱容的影響，金屬的磁性質，以及低溫條件下電阻率與溫度的關係。
生物學或稱生物科學、生命科學，是自然科學的一大門類，由經驗主義出發，廣泛研究生命的所有方面，包括生命起源、演化、分布、構造、發育、功能、行為、與環境的互動關系，以及生物分類學等。現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域，由許多分支和分支學科組成。然而，盡管生物學的範圍很廣，在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究，把它整合成單一的，和連貫的領域。在總體上，生物以細胞作為生命的基本單位，基因作為遺傳的基本單元，和進化是推動新物種的合成和創建的引擎。今天人們還了解，所有生物體的生存以消耗和轉換能量，調節體內環境以維持穩定的和重要的生命條件。生物學分支學科被研究生物體的規模所定義，和研究它們使用的方法所定義：生物化學考察生命的基本化學；分子生物學研究生物分子之間錯綜復雜的關系；植物學研究植物的生物學；細胞生物學檢查所有生命的基本組成單位,細胞；生理學檢查組織，器官，和生物體的器官系統的物理和化學的功能；進化生物學考察了生命的多樣性的產生過程；和生態學考察生物在其環境如何相互作用。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。現代生物學的五大基礎，也是主要的研究方向：細胞學說、演化、遺傳學、體內平衡、能量。
分子是一種構成物質的粒子，呈電中性、由兩個或多個原子組成，原子之間因共價鍵而鍵結。能夠單獨存在、保持物質的化學性質；由分子組成的物質叫分子化合物。一個分子是由多個原子在共價鍵中通過共用電子連接一起而形成。它可以由相同的化學元素構成，如氧氣分子O2；也可以由不同的元素構成，如水分子H2O。若原子之間由非共價鍵的化學鍵所結合，一般不會視為是單一分子。在不同的領域中，分子的定義也會有一點差異：在熱力學中，構成物質的分子、原子、離子等在熱力學上的表現性質都是一樣的，因此，都統稱為分子；在氣體動力論中，分子是指任何構成氣體的粒子，此定義下，單原子的惰性氣體也可視為是分子。而在量子物理、有機化學及生物化學中，多原子的離子也可以視為是一個分子。分子可根據其構成原子的數量分為單原子分子，雙原子分子等。在氣體中，氫分子、氮分子、氧分子、氟分子和氯分子的原子數是2；固體元素中，黃磷原子數是4，硫的是8。所以，氬是單原子的分子，氧氣是雙原子的，臭氧則是三原子的。許多常見的有機物質都是由分子所組成的，海洋和大氣中大部份也是分子。但地球上主要的固體物質，包括地函、地殼及地核中雖也是由化學鍵鍵結，但不是由分子所構成。在離子晶體及共價晶體有反覆出現的晶體結構，但也無法找到分子。固態金屬是用金屬鍵鍵結，也有其晶體結構，但也不是由分子組成。玻璃中的原子之間依化學鍵鍵結，但是既沒有分子的存在，其中也沒有類似晶體反覆出現的晶體結構。