นักวิทยาศาสตร์ไม่ศรัทธาในวิชาโหราศาสตร์ เพราะไม่คิดว่าการเคลื่อนที่ หรือตำแหน่งที่อยู่ของดาวเคราะห์ต่างๆ บนท้องฟ้าจะมีอิทธิพลต่อชีวิตของมนุษย์ 7,000 ล้านคนบนโลกตั้งแต่เกิดจนตาย แต่จะเชื่อตามหลักฐานที่ปรากฏ และหลักฐานเหล่านั้นสามารถนำมาให้เห็นได้ตลอดเวลาที่ทุกคนต้องการ
ดังนั้นเมื่อชายที่มีเครายาวชาวรัสเซียคนหนึ่งชื่อ Dmitri Ivanovich Mendeleyev ทำนายว่าโลกยังมีธาตุใหม่ๆ อีกหลายธาตุที่นักเคมียังไม่ได้พบ และธาตุดังกล่าวจะต้องมีสมบัติเช่นนี้หรือเช่นนั้น นักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายจึงพากันลังเลที่จะเชื่อตาม
แต่เมื่อคำพยากรณ์ชิ้นแรกของ Mendeleyev ได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้อง คนหลายคนก็ยังคิดว่ามันเป็นเรื่องฟลุ๊ค แต่เมื่อคำทำนายอื่นๆ ที่ตามมาได้รับการยืนยันครั้งแล้วครั้งเล่า ผู้คนก็เริ่มสนใจในความเป็นอัจฉริยะคนใหม่ของโลกตั้งแต่นั้นมา
Dmitri Mendeleyev เกิดเมื่อปี 1834 (ตรงกับรัชสมัยสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว) ณ เวลานั้น Amedeo Avogadro มีอายุ 58 ปี John Dalton อายุ 68 ปี Robert Bunsen อายุ 23 ปี Jöns Jakob Berzelius อายุ 55 ปี Stanislav Cannizzaro อายุ 8 ปี Frederick Kekule อายุ 5 ปี และ Gustav Kirchoff อายุ 10 ปี
Mendeleyev เป็นลูกคนสุดท้องของครอบครัวที่มีทายาท 14 คน บิดาเป็นครูใหญ่ของโรงเรียนในเมือง Tobolsk ซึ่งเป็นเมืองเล็กๆ ที่ตั้งอยู่ในเขต Siberia ของรัสเซีย ปู่เป็นนักเขียนประจำหนังสือพิมพ์ชื่อ Irtysk และประกอบอาชีพเสริมเป็นเจ้าของโรงงานทำแก้ว
เมื่อบิดาตาเริ่มบอดเพราะเป็นต้อหิน มารดาซึ่งเป็นสตรีเข้มแข็งได้เข้าบริหารโรงงานทำแก้วแทน และดูแลครอบครัว จนกระทั่ง Mendeleyev มีอายุ 13 ปี เขาก็กำพร้าพ่อ
ในสมัยนั้น Siberia เป็นดินแดนที่จักรพรรดิรัสเซีย หรือผู้นำของประเทศนิยมเนรเทศนักโทษ และนักการฝ่ายตรงข้ามเมืองไปกักขัง จนเป็นที่เลื่องลือว่า คนที่ถูกส่งตัวไป Siberia เสมือนว่าถูกส่งไปตาย เพราะพื้นที่แถบนั้นหนาวจัดตลอดทั้งปี และมีแต่คนยากจนด้วยเหตุนี้ Mendeleyev จึงแทบไม่มีโอกาสได้เรียนหนังสือเลย แต่ก็ได้เรียนบ้างกับพี่เขย
เมื่อโรงงานทำแก้วประสบอัคคีภัย แม่จึงตัดสินใจอพยพครอบครัวไป Moscow เพราะต้องการจะให้ลูกๆ ได้รับการศึกษาที่ดี ทั้งๆ ที่ Moscow อยู่ไกลจาก Tobolsk ประมาณ 2,000 กิโลเมตร ครอบครัวก็ตัดใจว่าจะต้องไปให้จงได้ โดยอาศัยวิธีนั่งรถม้าและโบกเกวียนไปบ้างตลอดทาง
แต่โรงเรียนที่ Moscow ไม่ยินดีรับ Mendeleyev เข้าเรียน โดยอ้างว่ามาตรฐานการเรียนและการสอนที่ Tobolsk ค่อนข้างต่ำ ดังนั้น Mendeleyev จึงต้องเดินทางต่อไปที่ St.Peterburg เพราะแม่มีเพื่อนคนหนึ่งที่เมืองนั้น Mendeleyev จึงได้เข้าเรียนที่ Central Pedagogical Institute ก่อนจะส่งตัว Mendeleyev เข้าโรงเรียนประจำ มารดาได้กำชับ Mendeleyev ให้เรียนหนังสือหนัก และพูดให้น้อย อีก 2 เดือนต่อมา Mendeleyev ก็กำพร้าแม่
Mendeleyev เองได้ล้มป่วยเป็นวัณโรคระยะเริ่มต้น แต่ก็พยายามประคับประคองสุขภาพจนเรียนจบปริญญาตรีเมื่ออายุ 21 ปี หลังจากนั้นก็ได้รับคำแนะนำจากเพื่อนให้ไปเรียนต่อที่ฝรั่งเศส Mendeleyev จึงเดินทางไปทำปริญญาโทและเอกที่ฝรั่งเศส จากที่นั่น Mendeleyev ได้ไปทำวิจัยต่อกับ Robert Bunsen ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องการใช้เทคนิค spectroscopy ในการวิเคราะห์ธาตุ เพราะ Bunsen ได้พบว่า เส้นสเปกตรัมของธาตุสามารถบอกชนิดของธาตุได้ ในทำนองเดียวกับที่ DNA สามารถบอกชื่อคนที่เป็นฆาตกรได้
ในช่วงเวลาที่ Mendeleyev พำนักอยู่ในเยอรมนี นักเคมีทั่วโลกกำลังสนใจเรื่อง น้ำหนักเชิงอะตอม (atomic weight) ซึ่งเป็นน้ำหนักโดยเฉลี่ยของอะตอมของธาตุเวลาเปรียบเทียบกับน้ำหนักเชิงอะตอมของไฮโดรเจนเป็นหลัก ซึ่งนักเคมีได้กำหนดให้น้ำหนักเชิงอะตอมของไฮโดรเจนเท่ากับ 1
จนกระทั่งปี 1860 เพราะในที่ประชุมของ International Congress of Chemistry ซึ่งถูกจัดขึ้นเป็นครั้งแรกที่เมือง Karlruhe ในเยอรมนี ที่ประชุมได้ตกลงกันใหม่เรื่องเกณฑ์ที่จะใช้กำหนดน้ำหนักเชิงอะตอมของออกซิเจนที่นักเคมียอมรับ เพราะได้พบว่าน้ำหนักเชิงอะตอมของธาตุต่างๆ มิได้เป็นจำนวนเต็มเท่าของไฮโดรเจน
ในปี 1861 Mendeleyev ได้เดินทางกลับรัสเซียเพื่อรับงานเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัย St.Petersburg ที่นิสิตคิดว่าคงไม่มีใครเหมือนทั้งประเทศ เพราะเป็นคนที่พูดอะไรตรงๆ มีอารมณ์รุนแรง ไว้เครายาว ผมเผ้ารุงรัง ทั้งนี้เพราะ Mendeleyev ตัดผมปีละครั้ง ตรงช่วงเวลาที่มีการตัดขนแกะ แม้บุคลิกภาพจะมีปัญหา แต่ Mendeleyev ก็มีศิษย์มาเรียนด้วยเป็นจำนวนมาก เพราะเป็นคนสอนหนังสือเก่งและตั้งใจ ในบรรดาศิษย์มีคนหนึ่งเป็นเจ้าชายชื่อ Kropotkin ซึ่งเป็นนักเคลื่อนไหวที่ชอบต่อต้านรัฐบาลรัสเซีย
Mendeleyev ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์เคมีขณะมีอายุ 35 ปี เมื่อตระหนักว่าศิษย์ของตนไม่มีตำราเคมีดีๆ จะอ่าน Mendeleyev จึงตัดสินใจเขียนตำราในปี 1869 และได้พยายามจัดเรียงธาตุตามลำดับของน้ำหนักเชิงอะตอมจากน้อยไปหามาก จากธาตุที่นักเคมีรู้จัก 63 ธาตุ เพราะ Mendeleyev คิดว่า น้ำหนักเชิงอะตอมมีความสำคัญ และได้เห็นว่าไม่มีธาตุใดที่มีน้ำหนักเชิงอะตอมเท่ากัน
เช้าวันหนึ่งในเดือนกุมภาพันธ์ของปี 1869 ขณะ Mendeleyev กำลังครุ่นคิดเรื่องการจัดแบ่งธาตุให้อยู่ในรูปของตาราง เขาได้รับบัตรเชิญจากบริษัททำเนยแข็งให้ไปงานเลี้ยงทดสอบเนยแข็ง Mendeleyev ได้เขียนลักษณะเฉพาะของธาตุต่างๆ เพื่อจัดกลุ่มความคล้ายคลึงของธาตุ เขาจึงให้ธาตุที่มีสมบัติกายภาพคล้ายกันอยู่ในแนวตั้ง เป็นหมู่ๆ เช่น fluorine, chlorine, bromine, iodine จะถูกจัดให้อยู่ในหมู่เดียวกัน เพราะธาตุเหล่านี้สามารถรวมกับ sodium และ potassium ได้ดีและพบว่า ธาตุหลายธาตุมีสมบัติ เช่นจุดหลอมเหลว และความแข็งที่คล้ายๆ กันเป็นช่วง (periodic) ในการจัดเรียงธาตุตามแนวตั้ง เรียกหมู่ และแนวนอน เรียกคาบ ผลที่ตามมาคือ ในบางช่องของตาราง ไม่มีธาตุใดที่มีสมบัติตรงกับช่องว่างเลย Mendeleyev จึงคิดว่า นักเคมียังไม่พบธาตุที่ว่านั้น เช่น เมื่อไม่มีการพบธาตุที่มีน้ำหนักเชิงอะตอมเท่ากับ 21, 31 และ 32 Mandeleyev จึงพยากรณ์ว่า ในอนาคตนักเคมีจะพบธาตุที่ยังไม่พบนี้ ถึงปี 1875, 1879 และ 1886 นักเคมีก็ได้พบธาตุ gallium-31, scandium-21 และ germanium-32 ตรงตามที่ Mendeleyev ได้ทำนายไว้จริงๆ ชื่อเสียงของ Mendeleyev จึงเป็นอมตะ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
ในปี 1905 Mendeleyev ได้รับเลือกเป็นสมาชิกต่างชาติของ Royal Swedish Academy of Sciences แห่งสวีเดน และรับเหรียญ Davy จากสมาคม Royal Society ของอังกฤษ ในปีต่อมา แต่มิได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี เพราะถูก Svante Arrhenius (รางวัลโนเบลเคมีปี 1903) คัดค้านอย่างสุดตัว จากสาเหตุที่ Mendeleyev เคยโจมตีทฤษฎีสารละลายของ Arrhenius อย่างรุนแรง
Mendeleyev ได้ล้มป่วยลงด้วยโรคไข้หวัดใหญ่ และปอดบวม จนเสียชีวิตเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ ปี1907 ที่เมือง St.Petersburg สิริอายุ 72 ปี
ในพิธีศพ ลูกของ Mendeleyev ได้ถือตารางธาตุที่บิดาเป็นคนต้นคิด เดินนำขบวนไปฝังศพของบิดา ณ ที่ใกล้หลุมของมารดาที่ Mendeleyev รัก
ณ วันนี้ โลกมีธาตุที่ 101 ชื่อ Mendelevium และหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์หลุมหนึ่งมีชื่อว่า Mendeleyev
แม้ Mendeleyev จะเป็นผู้สร้างตารางธาตุ แต่ความจริงมีว่าคนต้นคิดก็ใช่ว่าจะเป็นคนที่เข้าใจสิ่งที่ตนสร้างได้ดีที่สุด เช่น เขาเคยคิดผิดที่เชื่อว่า ธาตุทุกธาตุจะไม่มีวันเปลี่ยนแปลง เพราะ Mendeleyev ไม่รู้ว่ามีธาตุกัมมันตรังสีที่มีการสลายตัว จากนิวเคลียสที่ไม่เสถียร เช่น uranium 92 จะสลายตัวโดยการปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมาหลายครั้ง จนในที่สุดได้ lead 82 ที่เสถียร
ในปี 1894 เมื่อ William Ramsay พบแก๊ส argon แต่ Mendeleyev ไม่พบช่องในตารางธาตุที่จะให้แก๊สนี้อยู่ เขาได้ปฏิเสธไม่ยอมรับว่าธรรมชาติมีธาตุนี้ จนกระทั่งถึงปี 1902 Mendeleyev จึงยอมรับว่า แก๊สกลุ่ม helium, neon, krypton, xenon และ radon เป็นแก๊สเฉื่อย หรือแก๊สมีสกุล และเป็นกลุ่มใหม่ในตารางธาตุ
ถึงวันนี้ นักฟิสิกส์และเคมีได้จัดตารางธาตุใหม่ โดยกำหนดใช้จำนวนโปรตอนที่มีในนิวเคลียสซึ่งเรียก เลขเชิงอะตอม (atomic number) เป็นตัวกำหนดเอกลักษณ์ของธาตุ มิใช่น้ำหนักเชิงอะตอม ดังที่ Mendeleyev คิด
นักเคมีรู้ดีว่า ตารางธาตุยังไม่หยุดการขยายตัว เพราะธาตุใหม่ๆ กำลังมีการสร้างตลอดเวลา และธาตุใหม่ที่สุด ซึ่งได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการ คือ ธาตุ 118 oganesson อันเป็นธาตุที่อยู่ในกลุ่มแก๊สเฉื่อย โดยนิวเคลียสของ Og มีโปรตอน 118 อนุภาคและนิวตรอน 176 อนุภาค นอกจากนี้ Og ก็ยังเป็นธาตุที่ได้รับการตั้งชื่อตาม Y. Oganessian ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยังมีชีวิตอยู่ เขาจึงเป็นบุคคลที่สองที่มีชื่อธาตุตั้งตาม บุคคลคนแรกคือ Glen T. Seaborg ซึ่งมีชื่อธาตุ seaborgium (Sg-106) ส่วนธาตุ 137 ที่ Richard Feynman เคยทำนายว่าจะเป็นธาตุที่หนักที่สุดในธรรมชาตินั้น ยังไม่มีใครสร้างได้
อ่านเพิ่มเติมจาก The Periodic System of Chemical Elements, History of the First Hundred Years โดย J.W. van Spronsen จัดพิมพ์โดย Elsevier Amsterdam ปี 1969
เกี่ยวกับผู้เขียน
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์
