13 มหัศจรรย์เคมีพลิกโฉมวิถีคน

13 มหัศจรรย์เคมีพลิกโฉมวิถีคน
	1. การค้นพบออกซิเจน (Oxygen) ในช่วงปี ค.ศ.1770 หลังจากที่อองตวน ลาวัวซิเอร์ (Antoine Lavoisier) ได้จำแนกของธาตุ จากนั้น "โจเซฟ เพรสลีย์" (Joseph Presley) ก็ได้ค้นพบออกซิเจน เขาได้ผลิตออกซิเจนในหลาย ๆ การทดลอง และนำไปใช้ในการเผาไหม้รวมถึงกระบวนการหายใจจากนั้นเขานำก๊าซที่ ได้จากกระบวนดังกล่าว (คาร์บอนไดออกไซด์) ไปละลายในน้ำ ทำให้ได้กรดคาร์บอนิก แต่เขาก็ไม่ทราบถึงความสำคัญของการค้นพบ และเรียกก๊าซนั้นว่า “ก๊าซติดไฟ” (dephlogisticated air) ลาวัวซิเอร์เป็นคนแรกที่เรียกก๊าซดังกล่าวว่า “ออกซิเจน” ซึ่งเป็นภาษากรีกที่แปลว่า "ผู้ทำให้เกิดกรด" เพราะเขาเข้าใจว่ากรดจะต้องมีออกซิเจนรวมอยู่ด้วยเสมอ ทั้งที่จริงแล้วไม่ถูกต้อง เนื่องจากมีกรดมากมายที่ไม่มีออกซิเจนรวมอยู่ด้วย แต่ลาวัวซิเอร์ก็ได้วางรากฐานในการตั้งชื่อฐาตุต่างๆ อันเป็นพื้นฐานสำคัญของระบบการศึกษาเคมียุคใหม่
	2. การค้นพบทฤษฎีอะตอม (Atomic Theory) ในปี ค.ศ. 1808 จอห์น ดาลตัน (John Dalton) ได้สร้างสมมติฐานเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอม โดยทฤษฎีอะตอมของเขาได้ชี้ให้เห็นว่าธาตุต่าง ๆ ประกอบด้วยหน่วยที่เล็กที่สุด ที่เรียกว่า “อะตอม” และให้เหตุผลว่าธาตุบริสุทธิ์ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน ที่มีมวลเท่ากัน ส่วนสารประกอบคือด้วยอะตอมต่างชนิดมารวมกัน ทฤษฎีอะตอมของดาลตันนำไปสู่การพัฒนาความรู้เกี่ยวกับอะตอม ซึ่งก่อให้เกิดความก้าวหน้าทางเคมีอย่างมากมายรวมไปถึงวิทยาศาสตร์ ในสาขาอื่นด้วย
	3. ความก้าวหน้าในการค้นพบว่าโมเลกุลเกิดจากการรวมกัน ของอะตอม (Atoms Combine Into Molecule) ในปี ค.ศ. 1811 อาเมเดโอ อาโวกาโดร (Amedeo Avogadro) นักเคมีชาวอิตาเลี่ยน ได้พบว่าอะตอมของธาตุต่างๆ รวมกันได้เป็นโมเลกุล เขาตั้งสมมติฐานว่าก๊าซปริมาตรเท่ากันภาย ใต้เงื่อนไขของอุณหภูมิและความดันที่เท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน นอกจากนี้เขายังได้กำหนดตัวเลขที่เรียกว่าเลขอาโวกาโดร (Avogadro’s number) ที่มีค่า 6.02 x 10²³ ซึ่งหมายถึงจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลใน 1 โมล และใช้หาน้ำหนักในหน่วยกรัม
	4. การค้นพบการสังเคราะห์ยูเรียได้ (Synthesis of Urea) ในปี ค.ศ. 1828 ฟรีดริช วูห์เลอร์ (Friedrich Woehler) สังเคราะห์ยูเรียจากอนินทรีย์วัตถุได้โดยบังเอิญ เป็นการพิสูจน์ว่าสารที่ผลิตได้ดยสิ่งมีชีวิตนั้นสามารถผลิต ได้จากสารอนินทรีย์ ก่อนหน้านั้นมีความเชื่อว่าสารอินทรีย์สามารถสร้างขึ้นด้วย “พลังแห่งชีวิต” (vital force) ที่มีอยู่ในสัตว์และพืชเท่านั้น
	5. การค้นพบโครงสร้างทางเคมี (Chemical structure) ในช่วงปี ค.ศ.1850 ฟรีดริช เกกูเล (Friedrich Kekule) ได้สร้างภาพโครงสร้างทางเคมีของเบนซิน ผลักดันให้การศึกษาเรื่องโครงสร้างโมเลกุลเป็นเรื่องสำคัญในสาขาเคมี เขาเขียนหนังสือเกี่ยวกับเรื่องนี้หลังจากศึกษาธรรมชาติของ พันธะคาร์บอนอยู่หลายปี และได้นำเสนอโครงสร้างโมเลกุลของเบนซินที่เป็นวงหลังจากฝันว่า งูงับหางตัวเองเป็นวง
	6. การสร้างตารางธาตุ (Periodic Table of the Element) ในช่วงปี ค.ศ. 1860-1870 โครงสร้างที่ไม่ปกตินี้ช่วยตอบคำถามว่าอะตอมของคาร์บอน (C) สามารถสร้างพันธะกับ อะตอมอื่นพร้อมกัน 4 พันธะได้อย่างไร ส่งผลให้นักเคมีสังเคราะห์สารต่างๆ ได้อีกมากมายตั้งแต่ยารักษาโรคอย่าแอสไพรินไปจนถึงสีทาบ้านดมิทรี เมนเดเลเยฟ (Dmitry Mendeleyev) ได้แสดงให้เห็นว่าหากนำธาตุทั้งหมด 63 ตัว ที่รู้จักขณะนั้น มาจัดเรียงตามน้ำหนักอะตอมที่เพิ่มขึ้น จะได้คุณสมบัติของธาตุซ้ำ ๆ เป็นรอบวัฏจักรที่แน่นอน เขาได้วางกฏเกณฑ์ในการจัดเรียงธาตุทั้งที่ึ้นพบแล้วและยังไม่ถูกค้นพบซึ่ง มีการค้นพบธาตุเพิ่มขึ้นอีกในระหว่างที่เขายังมีชีวิตอยู่ คือ แกลเลียม (Ga) สแกนดียม (Sc) และเจอร์มาเนียม (Ge)
	7. การค้นพบว่าไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีได้ (Electricity Transforms Chemicals) ในช่วงปี ค.ศ. 1807-1810 ฮัมฟรีย์ เดวีย์ (Humphry Davy) พบว่าไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ ประกอบทางเคมีได้ เขาใช้อิเล็กทริกไพล์ (Electric Pile) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ในยุคต้นๆ แยกเกลือด้วยกระบวนการที่เรียกว่า “อิเล็กโทรไลซิส” (Electrolysis) และด้วยแบเตอรรี่หลายชนิดเขาสามารถแยกธาตุโพแทสเซียม (K) และโซเดียม (Na) ออกจากสารประกอบที่มีแคมเซียม (Ca) สตรอนเทียม (Sr) แบเรียม (Ba) และแมกนีเซียม (Mg)
	8. การค้นพบอิเล็กตรอน (The Electron) ในปี ค.ศ. 1897 เจ เจ ทอมป์สัน (J.J. Thompson) ค้นพบว่าอนุภาคทีมีประจุเป็นลบที่ปลดปล่อยออกมาจาก หลอดรังสีแคโธด (Cathode ray tube) นั้นเล็กกว่าอะตอมและส่วนอื่นๆ ของอะตอม เขาเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่า “คอร์ปัสเคิล” (corpuscles) ซึ่งปัจจุบันรู้กันดีว่าคือ อิเล็กตรอน การค้นพบอิเล็กตรอนสร้าง ประโยชน์มากมาย แก่ชีวิตมนุษย์ และสร้างความก้าวหน้าในสาขาวิชาความรู้อื่นๆ โดยเฉพาะการนำความรู้เกี่ยวกับอิเล็กตรอนไปประยุกต์ ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์
	9. การค้นพบอันนำไปสู่ความเข้าใจในความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน ในพันธะเคมี (Electrons for Chemical Bonds) ในปี ค.ศ. 1913 นีลส์ บอร์ (Niels Bohr) ตีพิมพ์แบบจำลองของเขาที่แสดงโครงสร้างอะตอม ซึ่งอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในวงโคจรเฉพาะตัวรอบนิวเคลียส นอกจากนี้คุณสมบัติทางเคมียังวัด ได้กว้างๆ จากจำนวนอิเล็กตรอนในอิเล็กตรอนวงนอกของอะตอม การค้นพบนี้ปูทางไปสู่ความเข้าใจว่าอิเล็กตรอนเกี่ยวข้องกัน
	10. การค้นพบว่าอะตอมมีคลื่นแสงเฉพาะตัว (Atoms Have Signatures of Light) ในช่วงปี ค.ศ. 1850 กุสตาฟ เคียร์ชโฮฟ (Gustuv Kirchhoff) โรเบิร์ต บันเซน (Robert Bunsen) พบว่าธาตุแต่ละตัวจะดูดกลืนและปลดปล่อยแสงในช่วงความคลื่นเฉพาะ ทำให้แต่ละธาตุมีสเปกตรัมเฉพาะตัว ความรู้ตรงนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการ จำแนกธาตุในงานต่างๆ
	11. การค้นพบการแผ่รังสี (Radioactivity) ในช่วงปี ค.ศ. 1890-1900 แมรี่ และปีแอร์ คูรี่ (Marie and Pierre Curie) ค้นพบและแยกวัสดุที่แผ่รังสีได้ ้หลังจากใช้กระบวนการ ทางเคมี แยกยูเรเนียม (U) ซึ่งเป็นสารกัมมันตรังสีออกจากสินแร่ยูเรเนียม แมรี่สังเกตว่าสินแร่ที่เหลือก็ยัง “แอคทีฟ” (active) มากกว่ายูเรเนียมบริสุทธิ์ เธอสรุปว่าสินแร่นั้นมีธาตุใหม่ที่สามารถแผ่รังสีได้เช่นกัน การทดลองนี้นำไปสู่การค้นพบธาตุโพโลเนียม (Po) และเรเดียม (Ra)
	12. การค้นพบพลาสติก (Plastics) ในปี ค.ศ. 1869 และช่วงปี ค.ศ. 1900 จอห์น เวสลีย์ ไฮแอท (John Wesley Hyatt) ได้คิดสูตรพลาสติกเซลลูลอยด์เพื่อใช้แทนงาช้าง ในอุตสาหกรรมลูกบิลเลียต เซลลูลอยด์เป็นการครั้งพลาสติกครั้งแรกที่สำคัญและ ถูกใช้แทนสารที่มีราคาแพงอย่างงาช้าง อำพัน เขาสัตว์และกระตองเต่า เป็นที่คาดไม่ถูกว่าพลาสติกจะช่วยลดการพลาญทรัพยากรธรรมชาติ ดังกล่าวได้ หลังจากนั้น ลีโอ แบเกแลนด์ (Leo Baekeland) ได้ผลิตพลาสติกแข็งที่เรียกว่า “แบเกไลต์” (Baekelite) ยางสังเคราะห์ที่ใช้แทนเชลแล็คซึ่งใช้เป็นชนวนในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
	13. การค้นพบฟูลเลอร์รีน (Fullerenes) ในปี ค.ศ. 1985 โรเบิร์ต เคอร์ล (Robert Curl) ฮาโรลด์ โครโต (Harold Kroto) และริค สมอลเลย์ (Rick Smalley) ค้นพบโมเลกุลของคาร์บอนที่มีการจัดเรียงตัว ของอะตอมคาร์บอน ในลักษณะใหม่ เป็นลูกกลมๆ คล้ายโดม “จีโอเดสสิก” (geodesic) ที่สถาปนิกชาวอเมริกัน อาร์ บัคมินสเตอร์ ฟูลเลอร์รีน (R. Buckminster fullerene) ประดิษฐ์ขึ้น จึงเป็นที่มาของชื่อและมีเล่นอีกอย่างหนึ่งว่า “บัคกี้บอล” (buckyballs) หรือ “บัคกี้ทิวบ์” (buckytubes) โครงสร้างที่ค้นพบใหม่นี้ อาจมีคาร์บอนได้ถึง 70 อะตอม สร้างความฮือฮาให้กับนักวิทยาศาสตร์อย่างมาก เพราะการค้นพบโครงสร้างของเบนซินซึ่งมีอะตอมคาร์บอนเพียง ไม่กี่อะตอม สามารถสร้างสารใหม่ๆ ได้หลายอย่าง