ประวัติของตารางธาตุ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ในปี ค.ศ. 1661 (พ.ศ. 2204) โรเบิร์ต บอยล์ได้ให้คำจำกัดความของธาตุว่า ธาตุ คือ สารที่ไม่สามารถแตกตัวเป็นสารอื่นที่ง่ายกว่านี้อีกด้วยปฏิกิริยาเคมี ในเวลานั้นรู้จักเพียง 13 ธาตุ ได้แก่ พลวง, สารหนู, บิสมัท, คาร์บอน, ทองแดง, ทองคำ, เหล็ก, ตะกั่ว, ปรอท, เงิน, กำมะถัน, และสังกะสี ต่อมาช่วงของนักวิทยาศาสตร์ อองตวน ลาวัวซิเอ จนถึงปลายศตวรรษที่ 18 มีการค้นพบอีก 11 ธาตุ คือ คลอรีน, โคบอลต์, ไฮโดรเจน, แมงกานีส, โมลิบดีนัม, นิกเกิล, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ฟอสฟอรัส, แพลตทินัม, และ ทังสเตน หลังจากนั้นก็พบธาตุเพื่มขึ้นทุก ๆ 2 ปี

ความคิดเกี่ยวกับธาตุของคนโบราณ[แก้]

ดังที่กล่าวไว้แล้วว่าช่วงก่อนปลายศตวรรษที่ 18 ว่ามีธาตุเพียง 13 ธาตุ ธาตุแรกที่มนุษย์ค้นพบคือ ทองแดง ถูกค้นพบเมื่อ ก่อนคริสต์ศักราช 9000 ปี โดยการขุดเจาะ และทองแดงก็เป็นแร่ชนิดแรกที่มีการขุดเจาะ แต่ธาตุที่ค้นพบหลังๆนั้นไม่ได้เกิดจากการขุดเจาะเพียงอย่างเดียว แต่ มีการสร้างธาตุขึ้นหรือแยกจากแร่บางชนิด เช่น แกโดลิเนียม แยกได้จาก แร่แกโดลิไนด์ หรือ ฟอสฟอรัส แยกได้จาก แร่อะพาไทด์

ตารางธาตุยุคแรก[แก้]

โยฮันน์ โวลฟ์กัง เดอเบอไรเนอร์[แก้]

โยฮันน์ โวลฟ์กัง เดอเบอไรเนอร์

ในปี ค.ศ. 1828 นักวิทยาศาสตร์คนแรก ชื่อ โยฮันน์ โวลฟ์กัง เดอเบอไรเนอร์ ได้เสนอการจัดกลุ่มธาตุไว้เป็นกลุ่มละ 3 ธาตุ เรียกว่า ไตรแอดส์ หรือ ชุดสาม (Triads) เช่น

  1. ลิเทียม โซเดียม โพแทสเซียม
  2. แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม
  3. คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน
  4. กำมะถัน ซีลีเนียม เทลลูเรียม
  5. แมงกานีส โครเมียม เหล็ก

ภายในชุดสามมีคุณสมบัติเหมือนกัน

จอห์น นิวแลนด์ส[แก้]

ตารางธาตุของ เจ. เอ. อาร์. นิวแลนด์ส

ในปี ค.ศ. 1865 นักวิทยาศาสตร์อังกฤษ จอห์น นิวแลนด์ส ได้เรียงธาตุตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น และดูเหมือนว่าจะมีกลุ่มธาตุ 4 กลุ่มด้วยกันโดยเรียงตามแนวนอน นิวแลนด์สเป็นคนแรกที่ค้นพบว่าธาตุมีความคล้ายคลึงกันเป็นช่วง ๆ เมื่อเรียงตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น ตารางธาตุของนิวแลนด์สไม่เป็นที่ยอมรับ เพราะว่า

  • นิวแลนด์สได้นำธาตุที่มีสมบัติต่างกันมาไว้ในแถวเดียวกัน โดยไม่ว่างเว้นให้ธาตุที่ยังไม่ค้นพบ
  • นิวแลนด์สพยายามผลักดันธาตุให้อยู่ในกฎออกเตฟส์ทำให้เกิดความผิดพลาดขึ้น


ดมีตรี เมนเดเลเยฟ[แก้]

ในปี ค.ศ. 1869 ดมีตรี อิวาโนวิช เมนเดเลเยฟ และ ยูลิอุส โลทาร์ ไมเออร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย ได้เสนอตารางธาตุ โดยที่ทั้งสองสังเกตเห็นว่า ถ้าเรียงมวลอะตอมจากน้อยไปมาก จะพบว่าธาตุมีสมบัติคล้ายคลึงกันเป็นช่วง ๆ ซึ่งเมนเดเลเยฟได้ตั้งเป็นกฎพิริออดิก อย่างไรก็ตาม เพื่อเป็นเกียรติแก่เมนเดเลเยฟ จึงได้ตั้งชื่อตารางธาตุของเมนเดเลเยฟว่าตารางพิริออดิกของเมนเดเลเยฟ

ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ

เมนเดเลเยฟได้จัดธาตุเป็น 8 กลุ่ม เช่น กลุ่มที่ 1 มีสูตรทางเคมีว่า R2O เช่น H2O Li2O Na2O กลุ่มที่ 2 มีสูตรทางเคมีว่า RO เช่น BeO MgO CaO SrO เป็นต้น

ตารางพิริออดิกของเมนเดเลเยฟ เป็นการเรียงธาตุตามมวลเชิงอะตอมที่เพิ่มขึ้น แล้วจัดธาตุที่มีสมบัติเคมีที่คล้ายคลึงกันไว้เป็นกลุ่มในลักษณะเดียวกันกับนิวแลนด์สที่ได้ปฏิบัติล่วงหน้าก่อนเมเดเลเยฟ 4 ปี แต่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญกับตารางธาตุของเมนเดเลเยฟมากกว่า เพราะ

  • เมนเดเลเยฟ จัดธาตุไว้เป็นหมู่เดียวกันบนพื้นฐานของธาตุที่มีสมบัติเคมีเหมือนกันโดยไม่ได้ผลักดันธาตุให้เข้าไปในกฎเกณฑ์ใดๆตามที่กำหนดไว้
  • เมนเดเลเยฟ ตระหนักดีว่า มีการค้นพบธาตุใหม่เสมอ จึงได้เว้นว่างให้แก่ธาตุที่ยังไม่ได้ค้นพบ
  • เมนเดเลเยฟ ยอมรับมวลอะตอมของธาตุที่ไม่มีใครเห็นด้วยในตารางพิริออดิกของเมนเดเลเยฟ เช่น ธาตุเบริลเลียม อินเดียม เพราะการจัดธาตุเหล่านี้ไว้ผิดหมู่ในตารางดังกล่าว
  • เมนเดเลเยฟ ปรับเปลี่ยนธาตุบางธาตุให้อยู่ในหมู่เดียวกัน แม้ว่าจะไม่เป็นไปตามการเรียงลำดับมวลอะตอมของธาตุ เช่น นำธาตุเทลลูเรียมมาก่อนไอโอดีน
  • เมนเดเลเยฟ เว้นที่ว่างไว้ในตารางธาตุของเขาสำหรับธาตุที่ยังไม่ค้นพบและสามารถทำนายได้อย่างถูกต้อง และได้ตั้งชื่อธาตุโดยใช้คำว่า เอคา นำหน้า เช่น เอคา-อะลูมิเนียม เอคา-ไอโอดีน เอคา-แฟรนเซียม
  • เมนเดเลเยฟ สามารถให้ที่ว่างแก่ธาตุที่ยังไม่ค้นพบได้อย่างถูกต้องแม่นยำ

ตัวอย่างการทำนายธาตุของเมนเดเลเยฟ

เอคา-อะลูมิเนียมทำนายเมื่อปี ค.ศ. 1871

  • มวลอะตอมประมาณ 58
  • ความหนาแน่น 5.9
  • จุดหลอมเหลวต่ำ
  • สูตรออกไซด์ Ea2O3
  • สูตรคลอไรด์ EaCl3

แกลเลียมพบเมื่อปี ค.ศ. 1875

ตารางธาตุในปัจจุบัน[แก้]

ดูบทความหลักที่: ตารางธาตุ
หมู่ 1A 2A
3B 4B 5B 6B 7B 8B 8B 8B 1B 2B 3A 4A 5A 6A 7A 8A
คาบ
1 1
H

2
He
2 3
Li
4
Be


5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg


13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca

21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr

39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
*
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
*
*
103
Lr
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Uut
114
Fl
115
Uup
116
Lv
117
Uus
118
Uuo

* แลนทาไนด์ 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
** แอกทิไนด์ 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
อนุกรมเคมีในตารางธาตุ
โลหะแอลคาไล โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท แลนทาไนด์ แอกทิไนด์ โลหะทรานซิชัน
โลหะหลังทรานซิชัน ธาตุกึ่งโลหะ อโลหะ แฮโลเจน ก๊าซมีตระกูล

รหัสสีสำหรับเลขเชิงอะตอม:

  • ธาตุที่เลขเชิงอะตอมเป็น สีน้ำเงิน เป็นของเหลวที่ STP
  • ธาตุที่เลขเชิงอะตอมเป็น สีเขียว เป็นก๊าซที่ STP
  • ธาตุที่เลขเชิงอะตอมเป็น สีดำ เป็นของแข็งที่ STP
  • ธาตุที่เลขเชิงอะตอมเป็น สีแดง เป็น ธาตุสังเคราะห์ (ทุกธาตุเป็นของแข็งที่ STP ยกเว้นโคเปอร์นิเซียมที่น่าจะเป็นของเหลว)
  • ธาตุที่เลขเชิงอะตอมเป็น สีเทา ยังไม่มีการค้นพบ (ธาตุเหล่านี้ในตารางจะมีสีพื้นจาง ๆ ที่ใกล้เคียงกับสีพื้นของอนุกรมเคมีที่ธาตุดังกล่าวน่าจะเป็นสมาชิก)


ตารางธาตุในปัจจุบันประกอบด้วย 18 หมู่ 7 คาบ ในคาบแรกมีเพียง 2 ธาตุคือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม คาบที่ 2 และ 3 มี 8 ธาตุ โดยในคาบที่ 2 มีตั้งแต่ ลิเทียม จนถึง นีออน คาบที่ 3 จากธาตุโซเดียมถึงธาตุอาร์กอน คาบที่ 4 และ 5 มี 18 ธาตุ เริ่มตั้งแต่ ธาตุโพแทสเซียม ถึง ธาตุคริปทอน และจากธาตุรูบิเดียมถึงธาตุซีนอน คาบที่ 6 และ 7 มีทั้งหมด 32 ธาตุ เริ่มตั้งแต่ธาตุซีเซียมถึงธาตุเรดอน และจากธาตุแฟรนเซียมถึงธาตุอูนอูนออกเทียม คาบที่จัดต่ำไว้นั้นเป็นกลุ่มธาตุแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ เริ่มตั้งแต่ธาตุซีเรียมถึงลูทิเชียม และ จากธาตุทอเรียมถึงลอว์เรนเชียม

ดูเพิ่ม[แก้]

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]