对大气的研究导致了氮的发现，氮的发现不是一个人做的。早在1771年～1772年间，瑞典化学家合勒(Scheele K.W.，1742～1786)就根据自己的实验，认识到空气是由两种彼此不同的成分组成的，即支持燃烧的“火空气”和不支持燃烧的“无效的空气”。1772年英国科学家卡文迪什(Cavendish H.，1731～1810)也曾分离出氮气，他把它称为“窒息的空气”。在同一年，英国科学家普利斯特里(Priestley J.，1733～1804)通过实验也得到了一种既不支持燃烧也不能维持生命的气体。他称它为“被燃素饱和了的空气”，意思是说，因为它吸足了燃素，所以失去了支持燃烧的能力。但是，无论是舍勒还是卡文迪什和普利斯特里，都没有及时公布他们发现氮的结论。因此，在现在一般化学文献中，都认为氮在欧洲首先是由苏格兰医生、植物学家、化学家丹尼尔·卢瑟福(Rutherford D.，1749～1819)发现的。
    1772年9月，丹尼尔·卢瑟福发表了一篇极有影响的论文-《固定空气和浊气导论》，该文原稿现保存在英国博物馆。在论文中他描述了氮气的性质，这种气体不能维持动物的生命，既不能被石灰水吸收，又不能被碱吸收，有灭火的性质。他称这种气体为“浊气”或“毒气”。这里所讲的“固定空气”即今天的二氧化碳气。
    在18世纪70年代，氮并没有真正被发现和理解为一种气体化学元素。卢瑟福和普利斯特里、舍勒等人一样，受当时燃素说的影响，他并没有认识到“浊气”是空气的一个组成成分。浊气、被燃素饱和了的空气、窒息的空气、无效的空气等名称都没有被接受作为氮的最终名称。
    氮这个名称是1787年由拉瓦锡和其他法国科学家提出的。他们提出了新的化学命名原则，他们从希腊文的否定字头“a-”(没有)和“zoe-”(生命)衍生出azoe，即“不能维持生命”的意思。azoe就是今天我们所说的“氮”，这一词至今保留在法文中。今天的“氮”的拉丁名称Nitrogenium来自英文Nitrogen，是“硝石的组成者”的意思。元素符号为N。我国清末化学启蒙者徐寿在第一次把氮译成中文时曾写成“淡气”，意思是说，它“冲淡”了空气中的氧气。

    关于磷元素的发现，还得从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，盛行着炼金术，据说只要找到一种聪明人的石头-哲人石，便可以点石成金，让普通的铅、铁变成贵重的黄金。炼金术家仿佛疯子一般，采用稀奇古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，朝思暮想寻觅点石成金的哲人石。1669年，德国汉堡一位叫布朗特(Brand H.)的商人在强热蒸发人尿的过程中，虽没有制得黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，这种物质在黑暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的白蜡模样的东西，虽不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他兴奋得手舞足蹈。他发现这种绿火不发热，不引燃其他物质，是一种冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum即“冷光”之意，它的元素符号是P，英文名称是Phosphorus。
    磷广泛存在于动植物体中，因而它最初是从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素有所不同，磷是第一个从有机体中取得的元素。它是在炼金术士们虚幻地追求长生不老和发大财的化学实验末期被发现的。同时，也是科学家为了观察和研究客观事物的性能而进行科学的化学实验初期所发现的一个元素。

    砷在地壳中的含量不大，在自然界中主要以硫化物和氧化物的形式存在。主要矿物有雄黄As₂S₇、雌黄As₂S₃、砒石(亦称砒黄)As₂O₃、毒砂(即砷黄铁矿)FeAsS。把含砷的矿物投进水中，会出现白色的烟。三氧化二砷As₂O₃即砒霜带有大蒜的气味，人们接触到它就会受到伤害。砷的硫化物矿自古以来就被用作颜料和医药，如古代罗马人称砷的硫化物矿为“金黄色的颜料”，我国的炼丹家则把雄黄、雌黄、砒黄和硫黄称为四黄，视为炼丹的必备药剂。
    西方化学家一般认为，砷是由德国罗马修道会学者和炼金家马格纳斯(Magnus A，1193～1280)在1250年从含砷矿物中首先制得的。因为他确实在那时用两份肥皂与一份雄黄共炼而制得了单质砷。其实，早在公元四世纪前半叶，我国晋朝大炼丹家葛洪(283～363)已在他的名著《抱朴子·仙药篇》中记载了可以制取单质砷的方法。不过由于原文属提要性质，叙述过于简单，长期以来没有人对它作过解释，因而在化学史上被忽略了。但葛洪所记载的方法中有可炼单质砷，这一点是确凿无疑的。这是世界上关于炼制单质砷最早的可靠记载，比马格纳斯的工作早九百年以上。
    砷的拉丁名称Arsenium来自希腊文arsen，arsen在希腊文中是“强烈”的意思，说明当时希腊人已知砷化合物的强烈毒性。砷的英文名称为Arsenic，元素符号为As。

    锑早在古代就被人类所利用。在匈牙利曾发现青铜器时代的用具，铜合金用具中含锑量高达4％～5％。此外，在一个属于埃及第五或第六王朝的铜制水罐上镀有锑，但由于古人分辨不清锑、锡和铅，故从未提到过锑这种金属。
    锑主要以含硫的矿物辉锑矿Sb₂S₃的形式存在于自然界中。辉锑矿在空气中焙烧，可以得到白色的氧化锑，用碳还原氧化锑，很容易得到单质锑。但由于锑的熔点低，仅为631⁰C，而且锑为灰色的金属，与铅、锡相混，不易为古人所识别。我国是富产辉锑矿的国家。湖南省新化县是有名的富藏锑矿的地方，早在明代就开采过，只不过误认为是锡矿，称为锡矿山。
    16世纪，德国冶金家阿格里科拉(Agricola G.，1494～1555)最早提出锑和铋是不同于其他金属的两种独立的金属。他还提出，把锑添加到铅和锡中铸成印刷用的活字合金，因为锑在凝固时收缩性比较小，使铸字比较清晰。锑的拉丁名称为Stibium，元素符号Sb即由此而来，它的英文名称为Antimony。
    据说，在古代西方国家的一些僧侣中，曾经有许多人患有癫病，他们以服用一种含锑的矿物即辉锑矿来治疗。但事与愿违，服用这种矿物的僧侣不但没有恢复健康，反而病情恶化甚至死亡。这样锑的矿物就成了“反对僧侣”。因为在英文中“anti”是“反”的意思，“monk”是“修道士”或“僧侣”的意思。

    铋早在古代就被人类所利用，在德国纽伦堡的博物馆里保存着一些古代的小盒，匣，箱等，它们的底部都是用金属铋制成的。可是千百年过去了，尚没有人能识别出它是一种特殊的金属。古人对于铋、锑、锡、铅等金属混淆不清。因锑、铋彼此是同族元素，它们和前一族的锡、铅两种元素又有共同的特点。
    铋在自然界中以含硫的矿物辉铋矿Bi₂S₃形式存在。铋的熔点低，用碳可以将它从它的天然矿石中很容易地还原出来。在俄罗斯中部，自15世纪起就知道了铋，随着印刷业的发展，铋与锑开始用于铸造印刷铅字。16世纪，德国冶金学家阿格里科拉(Agricola G，1494～1555)最早提出锑和铋是两种独立的金属。英国分析化学家赭弗理(Geoffroy C.J.)曾细致地研究过铋这种金属，确认它是一种新金属，命名为Bismuth，拉丁文名为Bismuthum，元素符号为Bi，并写了一本书，名日《铋之化学分析》。该书于1753年出版，那时赭弗理已经离开了人间。