| ที่มา | มติชนสุดสัปดาห์ ฉบับวันที่ 6 - 12 ธันวาคม 2567 |
|---|---|
| คอลัมน์ | Multiverse |
| ผู้เขียน | ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ |
| เผยแพร่ |
ในบทความตอนแรก ผมได้เล่าถึงตารางธาตุแบบต่างๆ ที่มีคนที่คิดเอาไว้จำนวนหนึ่งแล้ว คราวนี้ก็มาถึงพระเอกของเรื่อง คือ ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev)
แน่นอนว่าเมนเดเลเยฟได้ใช้ข้อมูลน้ำหนักอะตอมจากผลงานของผู้อื่นเป็นหลัก และคงจะได้เห็นไอเดียการจัดระเบียบธาตุต่างๆ ในบางรูปแบบมาแล้ว ซึ่งหมายถึงว่าเขาย่อมเห็นทั้งจุดแข็งและจุดอ่อนของแต่ละรูปแบบด้วย แต่ในที่สุดเขาก็เสนอตารางธาตุรูปแบบแรกของตนเองออกมาในเดือนมีนาคม ค.ศ.1869 ทั้งนี้ ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟจัดเรียงธาตุตามน้ำหนักอะตอมดังเช่นตารางธาตุของอีกหลายๆ คนก่อนหน้านั้น
คำถามก็คือ ทำไมวงการวิทยาศาสตร์ถึงได้เชิดชูเขาเป็นหลัก โดยต่อยอดตารางธาตุของเขาและใช้มาจนถึงปัจจุบัน?
คำตอบคือ ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟมีจุดแตกต่างที่โดดเด่นอย่างน้อย 2 ประการ
ที่มา : https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Mendeleev%27s_1869_periodic_table.png
จุดเด่นประการแรกของตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ คือ เขาปล่อยให้มีที่ว่างในตารางตรงตำแหน่งที่คาดว่าเป็นธาตุที่ยังไม่ได้รับการค้นพบ แม้ว่าเขาจะไม่ใช่คนแรกที่ทำเช่นนี้ เช่น วิลเลียม ออดลิง เคยทำมาก่อนแล้วในปี ค.ศ.1864 แต่เมนเดเลเยฟเป็นคนแรกที่ใช้แนวโน้มที่มีอยู่ในตารางธาตุเพื่อทำนายสมบัติของธาตุที่ยังขาดหายไป
เขาตั้งชื่อเรียกธาตุที่ขาดหายไปเอาไว้ล่วงหน้า โดยในระยะแรกสุดเขาทำนายธาตุใหม่เอาไว้ 4 ธาตุ ได้แก่ (1) เอกา-โบรอน (eka-boron) (2) เอกา-อะลูมิเนียม (eka-aluminium) (3) เอกา-ซิลิคอน (eka-silicon) และ (4) เอกา-แมงกานีส (eka-manganese)
น่าสนใจว่าคำอุปสรรค คือ ‘เอกา- (eka-)’ ที่เมนเดเลเยฟใช้เป็นคำภาษาสันสกฤต ซึ่งหมายถึง ‘หนึ่ง’ ซึ่งเราคนไทยเข้าใจความหมายได้ไม่ยากเลย ความหมายของคำว่า ‘เอกา’ หรือ ‘หนึ่ง’ ในที่นี้ก็คือ ธาตุที่ยังไม่ค้นพบนั้นอยู่ถัดจากธาตุที่รู้จักแล้วในกลุ่มเดียวกันนั่นเอง
ลองมาดูรายละเอียดและประเด็นที่น่าสนใจกันสำหรับ 3 ธาตุแรกก่อน
ดัดแปลงจาก : https://www.researchgate.net/figure/of-a-few-selected-properties-between-Nilsons-scandium-and-Mendeleyevs-eka-boron-The_tbl3_30072770
เอกา-โบรอน (eka-boron) หรือ Eb คือ สแกนเดียม (scandium) ค้นพบเมื่อปี ค.ศ.1879 พบว่าออกไซด์มีสูตรคือ Sc2O3 ตรงตามคำทำนายคือ Eb2O3 และมีค่าความถ่วงจำเพาะ 3.8 (ค่าทำนายคือประมาณ 3.5) มี และน่าสนใจว่าสแกนเดียมสามารถละลายได้ในกรดตรงตามคำทำนายของเมนเดเลเยฟ
ชื่อ scandium มาจากคำว่า Scandinavia เนื่องจากนักเคมีชาวสวีเดนชื่อ ลาร์ส เฟรดริก นิลสัน (Lars Fredrik Nilson) ค้นพบสแกนเดีย (scandia) ซึ่งเป็นออกไซด์ของธาตุสแกนเดียม โดยพบในแร่ ยูซีไนต์ (euxenite) และ กาโดลิไนต์ (gadolinite) พบในภูมิภาคสแกนดิเนเวีย
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Lars_Fredrik_Nilson
เอกา-อะลูมิเนียม (eka-aluminium) หรือ Ea คือ แกลเลียม (gallium) ซึ่งค้นพบเมื่อปี ค.ศ.1875 พบว่ามีค่าความหนาแน่น 5.904 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ค่าทำนายคือ 5.9 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) จุดหลอมเหลว 29.767 องศาเซลเซียส (เมนเดเลเยฟทำนายว่ามีจุดหลอมเหลวต่ำ) มีสูตรของออกไซด์คือ Ga2O3 ตรงตามคำทำนาย และมีความหนาแน่นของออกไซด์ คือ 5.88 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ค่าทำนายคือ 5.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร)
มีเกร็ดเล็กๆ น่ารู้ด้วยคือ มักจะอธิบายว่าชื่อ gallium มาจากคำว่า Gallia ในภาษาละติน หมายถึง ประเทศฝรั่งเศส เนื่องจากผู้ค้นพบคือ ปอล-เอมีล เลอก็อค เดอ บัวส์โบดร็อง (Paul-?mile Lecoq de Boisbaudran) เป็นนักเคมีชาวฝรั่งเศสจึงตั้งชื่อธาตุเพื่อเป็นเกียรติแก่ประเทศของตนเอง
อย่างไรก็ดี มีผู้ตั้งข้อสังเกตว่า คำว่า gallus ในภาษาละตินแปลว่า ไก่กระทงตัวผู้ (rooster) ซึ่งในภาษาฝรั่งเศสเรียกว่า le coq อันเป็นนามสกุลของผู้ค้นพบนั่นเอง จึงอาจเป็นไปได้ว่าบางทีท่านผู้ค้นพบธาตุแกลเลียมผู้นี้อาจนึกสนุกโดยการเล่นคำเพื่อเป็นการยกย่องตนเองก็เป็นได้ แต่เขาปฏิเสธข้อสังเกตนี้ในบทความที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ.1877
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Gallium
เอกา-ซิลิคอน (eka-silcon) หรือ Es คือ เจอร์เมเนียม (germanium) ค้นพบเมื่อปี ค.ศ.1886 พบว่ามีค่าความหนาแน่น 5.35 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ค่าทำนายคือ 5.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) จุดหลอมเหลว 937.4 องศาเซลเซียส (เมนเดเลเยฟทำนายว่ามีจุดหลอมเหลวสูง) มีสีของโลหะขาวอมเทา (ทำนายว่ามีสีเทาเข้ม) สูตรของออกไซด์คือ Ge2O3 และสูตรของคลอไรด์คือ GeCl4 ตรงตามคำทำนาย ความหนาแน่นของออกไซด์คือ 4.23 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ค่าทำนายคือ 4.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) ความหนาแน่นของคลอไรด์คือ 1.84 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ค่าทำนายคือ 1.9 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) และจุดเดือดคือ 84 องศาเซลเซียส (เมนเดเลเยฟทำนายว่าต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส)
คำว่า germanium หมายถึง Germany เนื่องจากผู้ค้นพบคือ เคลเมนส์ วิงเลอร์ (Clemens Winkler) นักเคมีชาวเยอรมัน เขาค้นพบธาตุเจอร์เมเนียมในแร่ที่ชื่อ อาร์จิโรไดต์ (argyrodite) แร่ชนิดนี้พบได้ในเหมืองฮิมเมิลฟือร์สต์ (Himmelsf?rst) ใกล้เมืองเฟรย์แบร์ก ประเทศเยอรมนี
จะเห็นว่าเมนเดเลเยฟทำนายสมบัติของธาตุต่างๆ ที่ยังไม่ได้ค้นพบในขณะนั้นได้อย่างน่าทึ่ง และเรื่องราวเกี่ยวกับเขาและตารางธาตุยังมีอีก โปรดอ่านตอนจบได้ในครั้งหน้าครับ
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Paul-?mile_Lecoq_de_Boisbaudran
ที่มา : https://chemistry.stackexchange.com/questions/76641/mendeleevs-predictions
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Clemens_Winkler
สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj
— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022
