ตารางธาตุ
ประวัติตารางธาตุ
นักวิทยาศาสตร์ยุคต่าง ๆ ได้พยายามหาความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของธาตุและนำมาจัดเป็นหมวดหมู่
ในปี พ.ศ. 2360โยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่พยายามจัดธาตุเป็นกลุ่มละ 3 ธาตุตามสมบัติที่คล้ายคลึงกันเรียกว่า ชุดสาม โดยพบว่าธาตุกลางจะมีมวลอะตอมเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีก 2 ธาตุที่เหลือ ตัวอย่างเช่น ธาตุ Na ที่เป็นธาตุกลางระหว่างธาตุ Li กับ K จะมีมวลอะตอมเท่ากับ 23 ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของธาตุ Li คือ 7 กับมวลอะตอมของธาตุ K คือ 39 แต่เมื่อนำหลักของชุดสามไปใช้กับธาตุกลุ่มอื่นที่มีสมบัติคล้ายกัน มวลอะตอมของธาตุกลางไม่ได้เป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของอีก 2 ธาตุที่เหลือ หลักชุดสามของเดอเบอไรเนอร์ จึงไม่เป็นที่ยอมรับในเวลาต่อมา
ตัวอย่างธาตุชุดสามของเดอเบอไรเนอร์เช่น
Liมวลอะตอม=7.0
Naมวลอะตอม=23
Kมวลอะตอม=39.1
แต่กฎนี้ใช้ได้กับธาตุบางหมู่เท่านั้นจึงไม่เป็นที่ยอมรับกัน
รูปโยฮันน์ เดอเบอไรเนอร์
จอห์น นิวแลนด์นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอกฎในการจัดธาตุเป็นหมวดหมู่เมื่อปี พ.ศ. 2407 ว่า ถ้านำธาตุมาเรียงลำดับตามมวลอะตอมจะพบว่าธาตุที่ 8 มีสมบัติคล้ายธาตุที่ 1 (ไม่รวมธาตุไฮโดรเจนและแก๊สเฉื่อย) เช่น ถ้าให้ธาตุ Li เป็นธาตุที่ 1 แล้ว ธาตุ Na จะเป็นธาตุที่ 8 ซึ่งมีสมบัติคล้ายกับธาตุ Li ดังตัวอย่างการจัดต่อไปนี้
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S Cl
K Ca
การจัดเรียงธาตุตามแนวคิดของนิวแลนด์ใช้ได้ถึงธาตุแคลเซียม (Ca) เท่านั้น อีกทั้งยังไม่สามารถอธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดมวลอะตอมจึงเกี่ยวข้องกับสมบัติที่คล้ายคลึงกันของธาตุ กฎนี้จึงไม่เป็นที่ยอมรับ
ยูลิอุสโลทาร์ ไมเออร์นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน และดิมิทรี อิวา-โนวิช เมนเดเลเอฟนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย ได้ศึกษารายละเอียดของธาตุต่าง ๆ มากขึ้นและมีข้อสังเกตเป็นอย่างเดียวกันในเวลาใกล้เคียงกันว่า ถ้าจัดเรียงธาตุตามมวลอะตอมจากน้อยไปหามาก ธาตุจะมีสมบัติคล้ายกันเป็นช่วง ๆ ซึ่งเมนเดเลเอฟตั้งเป็นกฎเรียกว่า กฎพิริออดิก โดยได้เสนอความคิดนี้ในปี พ.ศ. 2412 ก่อนที่ไมเออร์จะนำผลงานของเขาออกเผยแพร่ในปีต่อมา และเพื่อเป็นการให้เกียรติแก่เมนเดเลเอฟ จึงใช้ชื่อว่า ตารางพิริออดิกของเมนเดเลเอฟ
เมนเดเลเอฟได้จัดธาตุที่มีสมบัติคล้ายคลึงกันที่ปรากฏซ้ำกันเป็นช่วง ๆ ให้อยู่ในแนวตั้งหรือหมู่เดียวกันและพยายามเรียงลำดับมวลอะตอมของธาตุจากน้อยไปหามาก ถ้าเรียงตามมวลอะตอมแล้วมีสมบัติไม่สอดคล้องกัน ก็พยายามจัดให้เข้าหมู่โดยเว้นช่องว่างไว้ในตำแหน่งที่คิดว่าน่าจะเป็นธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบ และยังได้ใช้สมบัติของธาตุและสารประกอบอื่น ๆ นอกเหนือจากคลอไรด์และออกไซด์มาประกอบการพิจารณาด้วย โดยตำแหน่งของธาตุในตารางจะมีความสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุ ซึ่งช่วยให้เมนเดเลเอฟสามารถทำนายสมบัติของธาตุในช่องว่างได้อย่างใกล้เคียง
อย่างไรก็ตาม เมนเดเลเอฟไม่สามารถอธิบายได้ว่าเพราะเหตุใดจึงต้องยกเว้นไม่จัดเรียงธาตุตามมวลอะตอมในกรณีที่ธาตุมีสมบัติไม่สอดคล้องกัน เนื่องจากสมัยนั้นนักวิทยาศาสตร์ยังศึกษาโครงสร้างของอะตอมและไอโซโทปได้ไม่ชัดเจน ทำให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาเกิดแนวความคิดว่า ตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุไม่น่าจะขึ้นอยู่กับมวลอะตอมของธาตุ แต่น่าจะขึ้นอยู่กับสมบัติอื่นที่มีความสัมพันธ์กับมวลอะตอม
รูปยูอิลุสโลทาร์ ไมเออร์
รูปเมนเดเลเอฟ
รูปตารางธาตุของเมนเดเลเอฟ
เฮนรี โมสลีย์นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้เสนอให้จัดเรียงธาตุตามเลขอะตอม เนื่องจากสมบัติต่าง ๆ ของธาตุมีความสัมพันธ์กับประจุบวกในนิวเคลียสหรือเลขอะตอมมากกว่ามวลอะตอม จึงมีการปรับปรุงตารางธาตุของเมนเดเลเอฟให้จัดเรียงธาตุตามลำดับของเลขอะตอมแทนมวลอะตอม ซึ่งเป็นตารางธาตุที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น