กุมภาพันธ์ชวนรู้จัก “ดิมิทรี เมนเดเลเอฟ” บิดาแห่งตารางธาตุ ที่ได้กลายมาเป็นรากฐานสำคัญของวิชาเคมีสมัยใหม่

กุมภาพันธ์ เป็นอีกหนึ่งเดือนที่มีวันสำคัญทางวิทยาศาสตร์ให้ได้รำลึกถึงเหล่านักวิทยาศาสตร์ผู้ทรงอิทธิพลที่ได้ฝากผลงานการค้นคว้าที่น่าจดจำและให้คนรุ่นหลังได้ศึกษาเรียนรู้ อาทิ ดิมิทรี เมนเดเลเอฟ (Dmitri Mendeleev) ผู้สร้างตารางธาตุรุ่นแรก และได้กลายมาเป็นรากฐานสำคัญของวิชาเคมีสมัยใหม่

ดิมิทรี เมนเดเลเอฟ นักเคมีชาวรัสเซีย เขาเกิดเมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1834 ที่เมืองโทบอลสค์ ไซบีเรีย ประเทศรัสเซีย และได้สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้สร้าง ตารางธาตุรุ่นแรก (periodic table) ในปี ค.ศ. 1869 โดยจัดเรียงธาตุตามมวลอะตอมและสมบัติที่คล้ายคลึงกัน จุดเด่นคือการเว้นช่องว่างเพื่อทำนายธาตุใหม่ที่ยังไม่ค้นพบได้อย่างแม่นยำ และเป็นรากฐานสำคัญของวิชาเคมีสมัยใหม่ 


ในปี ค.ศ. 1869 ดิมิทรี และ ยูลิอุส โลทาร์ ไมเออร์ (Julius Lothar Meyer) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ศึกษารายละเอียดของธาตุต่างๆ ทำให้มีข้อสังเกตว่า ถ้าเรียงธาตุตามมวลอะตอมจากน้อยไปมาก จะพบว่าธาตุมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วงๆ การที่ธาตุต่าง ๆ มีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วงเช่นนี้ ดิมิทรีได้ตั้งเป็นกฎที่เรียกว่า กฎพิริออดิก (periodic law)

พวกเขาทั้งสองได้ร่วมกันสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่กลายเป็นตารางธาตุสมัยใหม่ โดยเว้นช่องว่างไว้สำหรับธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ ในขณะที่จัดเรียงธาตุตามน้ำหนักอะตอม หากพบว่าธาตุใดไม่เข้ากับหมู่ เขาจะจัดเรียงใหม่ ดิมิทรีได้ทำนายคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ 3 ธาตุ ให้ชื่อว่า เอคา - โบรอน , เอคา-อะลูมิเนียม และ เอคา - ซิลิคอน ในเวลาต่อมาก็ได้ค้นพบ ธาตุสแกนเดียม แกลเลียม และ เจอร์เมเนียม ตามลำดับ ซึ่งมีสมบัติใกล้เคียงกับที่ได้ทำนายไว้ จากการศึกษาตารางธาตุและการทำนายสมบัติของธาตุที่ยังไม่ค้นพบดังกล่าว ทำให้ในเวลาต่อมาเมนเดเลเอฟได้รับการยกย่องว่าเป็น “บิดาแห่งตารางธาตุ”


ในตารางธาตุ แถวแนวนอนเรียกว่า “คาบ” โดยโลหะอยู่ทางซ้ายสุดและอโลหะอยู่ทางขวาสุด ส่วนคอลัมน์แนวตั้งเรียกว่า “หมู่” ประกอบด้วยธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกัน ตารางธาตุให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอมของธาตุและความคล้ายคลึงหรือความแตกต่างทางเคมีระหว่างธาตุเหล่านั้น นักวิทยาศาสตร์ใช้ตารางธาตุในการศึกษาเคมีและออกแบบการทดลอง ใช้ในการพัฒนาสารเคมีที่ใช้ในอุตสาหกรรมยาและเครื่องสำอาง รวมถึงแบตเตอรี่ที่ใช้ในอุปกรณ์เทคโนโลยี


การจัดธาตุเป็นหมวดหมู่ของดิมิทรีไม่ได้ยึดการเรียงลำดับตามมวลอะตอมจากน้อยไปมากเพียงอย่างเดียว แต่ได้นำสมบัติที่คล้ายคลึงกันของธาตุที่ปรากฎช้ำกันเป็นช่วงๆ มาพิจารณาด้วย นอกจากนี้ยังได้เว้นช่องว่างไว้โดยคิดว่าน่าจะเป็นตำแหน่งของธาตุที่ยังไม่ได้มีการค้นพบ โดยที่ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุ


จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2456 เฮนรี โมสลีย์ (Henry Moseley) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เสนอให้จัดธาตุเรียงตามเลขอะตอม เนื่องจากสมบัติต่างๆ ของธาตุมีความสัมพันธ์กับประจุบวกในนิวเคลียสหรือเลขอะตอมมากกว่ามวลอะตอม ตารางธาตุในปัจจุบันจึงปรับปรุงมาจากตารางธาตุของดิมิทรี แต่เรียงธาตุตามเลขอะตอมจากน้อยไปมาก


อ่าน : วิวัฒนาการของ “ตารางธาตุ” ตั้งแต่ที่ Mendeleev สร้าง จวบจนปัจจุบัน


ข้อมูล - ภาพอ้างอิง
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- edn.com (First Periodic Table is Created in 1869)
- สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)