สวัสดีครับ ห่างหายจากการเขียนมู้พันทิปมานานเนื่องจากช่วงนี้มีธุระหลายอย่างโดยเฉพาะเรื่องของการฝึกงานครับ ผมได้มีโอกาสฝึกงาน ณ ศูนย์วิจัยแห่งหนึ่ง เรียกได้ว่าหลงรัก Born to be กันเลยทีเดียว 5555 กลับเข้าเรื่องของเราดีกว่า วันนี้ผมอยากจะมาเล่าเรื่องประวัติการศึกษาธาตุของมนุษย์เรานะครับว่าจะมีความเป็นมาน่าสนใจอย่างไรแบบฉบับย่อและกากๆนะครับ หากข้อมูลมีจุดผิดพลาดตรงไหนอย่างไร ต้องขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วยนะครับ ยังไงก็ขอให้มีความสุขกับเนื้อหาต่อไปนี้นะครับ

หลายๆท่านคงได้เคยพบเห็นตารางธาตุกันมาแล้วบ้าง มันคือตารางที่สามารถพบได้แทบทุกแลปหรือทุกห้องเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วโลก แล้วหลายๆท่านเคยคิดสงสัยมั้ยครับว่ากว่าจะมามีธาตุหลายสิบหลายร้อยธาตุดังที่เห็นในปัจจุบันนั้นมันมีที่มาได้อย่างไร??

มนุษย์เราเริ่มที่จะเรียนรู้ธาตุต่างๆมาอย่างยาวนานแล้ว นั้นเป็นเพราะเกิดจากความที่มนุษย์อย่างเราๆเป็นพวกขี้สงสัย สงสัยว่าสิ่งที่อยู่รอบตัวต่างๆมันคืออะไร? โลกใบนี้คืออะไร และโลกใบนี้เกิดจากอะไร? โดยย้อนกลับไปในสมัยยุคกรีกโบราณหรืออียิปต์หรืออื่นๆ พวกเขาได้พยายามเรียนรู้ธรรมชาติต่างๆของโลก และได้บอกว่า โลกของเรานั้นประกอบด้วย ธาตุ 4 ธาตุ นั้นคือ ดิน น้ำ ลม และ ไฟ... ซึ่งอาจเรียกธาตุเหล่านี้ว่า "Classical element"

ทุกอย่างมันไม่จบแค่เพียงเท่านี้ เพราะมนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตขี้สงสัย จึงได้พยายามศึกษาธรรมชาติต่างๆมากขึ้น เป็นระยะเวลากว่าหลายพันปีเพื่อศึกษา ระบุถึงธาตุการนำไปใช้และความจริงของโลกใบนี้ให้ได้ ประกายไฟน้อยๆแห่งความขี้สงสัยนั้นอาจเริ่มต้นมาจากมนุษย์ยุคโบราณได้พยายามพัฒนาเครื่องไม้เครื่องมือเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำมาหากินเอาตัวรอดในปัจจุบัน จึงเป็นสาเหตุให้เรารู้จักกับยุคต่างๆจากข้าวของเครื่องใช้ของพวกเขาเช่น
ยุคหิน เริ่มต้นจากการที่มนุษย์นำเอาสิ่งที่มีอยู่แล้วพบเจอได้ง่ายในธรรมชาติเอามาปรับปรุงให้สามารถใช้งานได้สะดวกสบายมากยิ่งขึ้น แต่หินก็ยังไม่ใช่ธาตุอยู่ดี แต่นี้จะเป็นประกายไฟแรกๆที่ทำให้มนุษย์เริ่มค้นหาคำตอบของสิ่งต่างๆมากยิ่งขึ้น จนในที่สุดประมาณ 4000 ปีก่อนคริสตกาล มนุษย์ได้เริ่มนำเอาโลหะต่างๆมาใช้มากขึ้น เช่น ทองแดง เหล็ก

จากทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นแล้วว่า มนุษย์เรามีความรู้จักนำเอาสิ่งต่างๆมาใช้มาแต่ยุคและมันทำให้เราเริ่มที่จะอยากเรียนรู้เกี่ยวกับมันมากยิ่งขึ้นไปอีก โดยเฉพาะในยุคที่นักเล่นแร่แปลธาตุกำลังมาแรง ความสนใจที่จะศึกษาธาตุต่างๆ การทำปฏิกิริยาเคมีเพื่อให้ได้ทอง หรือสิ่งที่เป็นเหมือนเป้าหมายและแรงผลักดันของพวกเขา คือ ศิลานักปราชญ์ (อันเดียวกับที่ในการ์ตูน Full metal ที่พระเอกอยากเอาไปคืนร่างให้น้องชายและแขนกับขาที่สูญเสียไปนั้นแหละครับ 5555)


และแล้วในค่ำคืนวันนีง ก็เหมือนกับทุกๆวัน ที่ เฮนนิก แบรนด์ (Hennig Brand) นักเล่นแร่แปลธาตุชาวเยอรมันทำคือพยายามหาทางแปลงโลหะอื่นให้ได้ทองนั้นเอง คืนวันนั้นเขาได้เริ่มต้นจากการใช้ ยูรีน (Urine) (ก็คือปัสสาวะของเรานั้นแหละครับ) นำไปให้ความร้อนจนได้สารที่มีความข้นหนืด และต้มมันต่อด้วยความร้อนที่สูงมาก ผลที่ได้คือ เกิดแสงสว่างในหลอดทดลองของเขา ในวินาทีนั้นเขาคงจะตกใจ(อันนี้ผมเดา)และคาดหวังกับมันมากว่ามันจะเป็นคำตอบที่จะใช้ในการเเปลงธาตุโลหะอื่นๆไปเป็นทองคำได้ แต่สุดท้าย...มันไม่ใช่ครับ สิ่งที่เขาค้นพบในตอนนั้นคือ ฟอสฟอรัส (Phosphorus) นั้นเองครับ


ฟอสฟอรัส (Phosphorus) เป็นสารที่มีคุณสมบัติคือสามารถเรืองแสงได้เมื่อสัมผัสกับอ๊อกซิเจน (Oxygen) เพราะความสามารถในการเรืองแสงนี้เองมันจึงได้ชื่อว่า Phosphorus ซึ่งแปลว่า "ส่องแสง", "นำพา" นั้นเองครับ นี้เป็นการค้นพบจุดเล็กๆที่ส่งผลให้นักวิทยาศาสตร์ทำการศึกษาธรรมชาติมากยิ่งขึ้น
ในช่วงเวลาต่อมา ก็ยังคงเป็นช่วงเวลาที่นักเล่นแร่แปรธาตุรุ่งเรืองอยู่เช่นเดิม นักเล่นแร่แปรธาตุมากหน้าหลายตาต่างศึกษาสสารที่สามารถจับต้องได้อย่างของแข็ง ของเหลว จึงได้มีการค้นพบธาตุต่างๆเช่น เเพลตินั่ม (Platinum), นิกเกิล (Nickel) แต่การค้นพบเหล่านี้ยังไม่ใช่คำตอบที่ทำให้พวกเราเข้าใจถึงสมบัติของสสารมากขึ้น ต่อมาเมื่อการค้นพบว่าอากาศที่เราใช้หายใจอยู่นั้น มีองค์ประกอบอื่นๆประกอบกันด้วย นี้จึงเป็นอีกขั้นที่ทำให้มนุษย์เข้าใจธรรมชาติมากขึ้นไปอีกก้าว โดยเริ่มจากการที่นักเล่นแร่เเปลธาตุในสมัยนั้นนิยมใช้กรดเอามาทำปฏิกิริยากับสิ่งต่างๆรอบตัว


มีอยู่วันนึง นักฟิสิกส์เคมี ชื่อ เฮนรี่ คาเวนดิช (Henry Cavendish) ได้นำเอากรดมาทำปฏิกิริยากับโลหะเขาพบว่าเกิดฟองก๊าซเกิดขึ้น ซึ่งก๊าซที่ว่านี้สามารถที่จะติดไฟได้ และที่สำคัญหลังจากการเผาไหม้แล้ว จะได้หยดน้ำออกมา ซึ่งหยดน้ำนี้เองเป็นที่มาของชื่อว่า ไฮโดรเจน (Hydrogen) ซึ่งมีความหมายว่า "สิ่งที่ก่อให้เกิดน้ำ" (การเผาไหม้ ไฮโดรเจน Hydrogen กับ อ๊อกซิเจน Oxygen ได้น้ำนั้นเป็นสิ่งที่สามารถพบเห็นได้อย่างปกติเช่นร่องรอยจากเครื่องบินที่บินผ่านท้องฟ้า หรืออย่างในหนังเรื่อง the martian นั้นแหละครับที่พระเอกพยายามเผา Hydrogen ภายในบรรยากาศ Oxygen) *แต่ในตอนนั้นโลกยังไม่รู้จักอ๊อกซิเจน (Oxygen) นะครับ* นี้จึงเป็นครั้งแรกที่เราได้รู้จักธรรมชาติมากยิ่งขึ้นเราได้รู้ว่า นอกจากของแข็ง ของเหลวแล้ว ยังมีสารในสถานะก๊าซอยู่อีกด้วย

ก๊าซคือสถานะที่ไม่สามารถจับต้องได้ เป็นอีกความลับของธรรมชาติ ในช่วงต่อมาก็ได้มีการค้นพบธาตุอื่นๆอีกเช่น Nitrogen หรือการค้นพบ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (Carbon dioxide) ซึ่งค้นพบโดย โจเซฟ เเบล็ค (Joseph Black) ซึ่งเกิดจากการที่เขาพบว่าหากนำเอาหินปูน (Limestone) มาทำปฏิกิริยากับกรดจะพบว่าได้ก๊าซชนิดหนึ่งซึ่งมีคุณสมบัติแปลกนั้นคือมันสามารถที่จะดับไฟได้ นั้นคือเขากำลังค้นพบก๊าซซึ่งมีความหนักกว่าอากาศธรรมดา สิ่งนั้นคือ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (Carbon dioxide) นั้นเอง ซึ่งในสมัยนั้นก็เรียกกันว่า "Fixed air"





จากการทดลองนี้จะทำให้เห็นว่าก๊าซไม่ได้มีเพียงแค่อากาศที่เราหายใจกันอย่างเดียวเท่านั้นแต่มันยังมีก๊าซที่เกิดจากธาตุหรือสารประกอบอื่นๆอีกด้วย นอกจากการค้นพบของ Joseph Black แล้วยังมีนักวิทยาศาสตร์อีกท่านที่นิยมชมชอบในการนำเอากรดไปทำปฏิกิริยากับสิ่งต่างๆรอบตัวทำให้ค้นพบก๊าซใหม่ๆเกิดขึ้น คนๆนั้นคือ โจเซฟ เพลสลี่ย์ (Joseph Priestly) บุคคลที่ได้ชื่อว่าเป็นบิดาแห่งวิชาเคมีก๊าซ (Father of Pneumatic Chemistry) (แหงละ แค่คนเดียวก็ค้นพบก๊าซไปตั้ง 9-10 ตัว) โดยการค้นพบที่น่าสนใจของเขานั้นเช่น...
มีครั้งหนึ่งที่เขาได้มีโอกาสเข้าไปในโรงเบียร์ เขาได้เห็นฟองอากาศซึ่งก็คือ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (Carbon dioxide) ลอยอยู่บนถังหมักเบียร์ด้วยความขี้สงสัย Priestly ได้ลองใช้แก้วและเทน้ำลงในแก้วที่อยู่เหนือถังหมักเบียร์ เขาพบว่าน้ำจะสามารถเก็บกักก๊าซ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (Carbon dioxide) ได้และที่สำคัญคือน้ำที่ได้นี้มีรสชาติไม่แตกต่างจากเดิมแต่ให้ความรู้สึกซ่า... ใช่แล้วครับนี้คือการค้นพบคุณสมบัติของสสารในรูปแบบก๊าซ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (Carbon dioxide) ว่าสามารถละลายในน้ำได้ และที่สำคัญอีกอย่างคือนี้คือจุดเริ่มต้นของน้ำอัดลมนั้นเองงงงง....


นอกจากนี้ยังมีอีกการค้นพบของ โจเซฟ เพลสลี่ย์ (Joseph Priestly) ที่น่าสนใจคือการที่เขาค้นพบ อ๊อกซิเจน (Oxygen) การค้นพบธาตุอ๊อกซิเจน (Oxygen) จะช่วยไขคำตอบของสิ่งมีชีวิตทำให้นักวิทยาศาสตร์ขยับความเข้าใจเกี่ยวกับชีวิตขึ้นไปอีกก้าว...ซึ่งผมจะขอเก็บไว้เล่าในครั้งหน้านะครับ
หลายคนคงเริ่มสงสัยแล้วว่าตกลงนี้มันเกี่ยวข้องกับประวัติความเป็นมาของธาตุอย่างไร..
ใช่ครับนี้คือการ intro เพราะหลังจากนี้ต่อไป จะเป็นยุคที่ศาสตร์ทางเคมีเป็นที่ Popular อย่างรุนแรงโดยมี trend จากการเอากรดผสมโน้นนี้นั้น และยุคต่อมาเมื่อมีการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ วิทยาศาสตร์ด้านเคมีก็ไม่ยอมตก trend เอาไฟฟ้ามาผ่านลงไปในสารต่างๆเพื่อศึกษาสารต่อไปเรื่อยๆ ทำให้เกิดการค้นพบธาตุใหม่ๆมากขึ้น
จาก intro เราจะเห็นแล้วว่าทุกอย่างมันเริ่มต้นจากความสงสัยของมนุษย์ ว่าธรรมชาติคืออะไร และมันเกิดขึ้นมาจากอะไร ทำให้เราได้รู้จักกับธาตุต่างๆนับ100ชนิดในปัจจุบัน ซึ่งในท้ายที่สุดแล้ว ธาตุทุกตัวล้วนประกอบขึ้นมาด้วยส่วนประกอบที่เหมือนกันนั้นคือ โปรตรอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน (proton neutron electron) ความเข้าใจตรงนี้อาจนำพาให้เราเข้าใจถึงจุดกำเนิดของทุกสิ่ง ซึ่งกว่าจะได้ความรู้มาถึงปัจจุบันนี้ล้วนต้องใช้ความพากเพียรของนักวิทยาศาสตร์รุ่นสู่รุ่นสืบสานงานและความรู้ต่อมากันเรื่อยๆ หากงานใดผิดพลาดก็ไม่ได้ถือว่าผิดพลาดซะทีเดียวหากแต่มันจะเป็นรากฐานในการก้าวต่อไปนั้นเอง สำหรับกระทู้นี้จะเป็น intro สำหรับกระทู้ต่อไปนะครับ แล้วเจอกันครับ ขอให้มีความสุขทุกท่านครับบบบบ

ข้อคิด สสารสถานะแก๊สก็เหมือนความรักครับ รู้ว่ามีอยู่แต่จับต้องไม่ได้... 555555