ดมีตรี เมนเดเลเยฟ ยอดนักเคมีผู้ให้กำเนิดตารางธาตุแต่กลับไร้รางวัลโนเบล

ดมีตรี เมนเดเลเยฟ (Dmitri Mendeleev) เป็นนักเคมีชาวรัสเซียผู้คิดค้นกฎตารางธาตุ (Periodic law) และเป็นผู้สร้างตารางธาตุ (Periodic table) ขึ้นมาและใช้มันทำนายสมบัติของธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบอีกจำนวนมาก ต่อมาตารางธาตุกลายเป็นเสาหลักและเครื่องมือที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในการศึกษาวิชาเคมี นอกจากนี้เมนเดเลเยฟยังมีผลงานด้านเคมีและมีบทบาทในการพัฒนาอุตสาหกรรมของรัสเซียหลายอย่าง เช่น อุตสาหกรรมถ่านหิน อุตสาหกรรมปิโตรเลียม รวมทั้งการพัฒนาการเกษตรขั้นสูง เขาได้รับรางวัลเกียรติยศมากมายแต่น่าเสียดายที่ไม่ได้รับรางวัลโนเบลทั้งๆที่มีผลงานยิ่งใหญ่มากด้วยเหตุว่าผลงานของเขามันผ่านมานานมากเกินไปและเป็นที่รู้จักแพร่หลายอย่างกว้างขวางมากแล้ว แต่อย่างไรก็ตามเมนเดเลเยฟได้รับการยกย่องเป็นหนึ่งในนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ของรัสเซียและของโลก

 
ชีวิตเด็กเรียนดีในครอบครัวลูกดก

dmitri-mendeleev-02

ดมีตรี เมนเดเลเยฟ เป็นชาวรัสเซีย เกิดเมื่อปี 1834 ที่เมือง Tobolsk ในเขตไซบีเรีย ประเทศรัสเซีย เขาเกิดในครอบครัวที่มีลูกดกมาก เมนเดเลเยฟมีพี่น้อง 17 คนเขาเป็นคนสุดท้อง พ่อเป็นอาจารย์ใหญ่ที่โรงเรียนมัธยมแห่งหนึ่ง ปัญหาของครอบครัวเริ่มต้นเมื่อพ่อป่วยหนักจนตาบอดต้องออกจากงาน แม่ต้องทำงานแทนโดยกลับไปเปิดโรงงานทำแก้วเก่าของครอบครัวของเธอที่เลิกทำแล้วขึ้นใหม่ พ่อของเมนเดเลเยฟเสียชีวิตตอนที่เขาอายุได้ 13 ปี และหลังจากนั้น 2 ปีโรงงานแก้วของแม่เกิดไฟไหม้เสียหายหมด ครอบครัวของเขาจึงมีปัญหาด้านการเงินอย่างหนัก

ปี 1850 ครอบครัวของเมนเดเลเยฟย้ายไปอยู่ที่เมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เขาได้เข้าเรียนที่วิทยาลัยครู Main Pedagogical Institute ซึ่งพ่อของเขาเคยเป็นศิษย์เก่าเรียนจบจากที่นี่ เมนเดเลเยฟเรียนจบระดับปริญญาตรีในปี 1855 ด้วยผลการเรียนที่ยอดเยี่ยมได้เกียรตินิยมอันดับหนึ่งเหรียญทอง หลังเรียนจบได้ไม่นานเขาป่วยเป็นวัณโรคจนต้องย้ายไปอยู่ที่เมือง Simferopol บนคาบสมุทรไครเมียที่มีอากาศดีกว่าโดยทำงานเป็นครูสอนวิทยาศาสตร์ในโรงเรียนมัธยมที่นั่นไปด้วยในช่วงเวลาสั้นๆ ก่อนจะกลับมาเรียนต่อที่มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจนจบระดับปริญญาโทเมื่อปลายปี 1856

 
โดดเด่นด้วยผลงานตำราเคมีเล่มแรก

dmitri-mendeleev-03

ปี 1859 เมนเดเลเยฟได้รับทุนไปศึกษาและทำวิจัยด้านเคมีที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมัน เป็นเวลา 2 ปี ที่นั่นเขาได้มีโอกาสทำงานร่วมกับ Robert Bunsen นักเคมีคนสำคัญของเยอรมันผู้ค้นพบธาตุซีเซียมและรูบิเดียมซึ่งได้แนะนำเทคนิคสเปกโทรสโคป (Spectroscopy) ที่เขาได้พัฒนาขึ้นแก่เมนเดเลเยฟด้วย นอกจากนี้เมนเดเลเยฟยังได้เข้าร่วมการประชุมเคมีนานาชาติเป็นครั้งแรกซึ่งจัดขึ้นที่เมือง Karlsruhe ประเทศเยอรมนี การประชุมครั้งนี้ส่วนใหญ่เป็นการพูดคุยถึงเรื่องความจำเป็นในการสร้างมาตรฐานทางเคมีซึ่งมีส่วนสำคัญต่อแนวคิดการพัฒนาตารางธาตุของเมนเดเลเยฟในเวลาต่อมา

หลังจากกลับมาที่เมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในปี 1861 เมนเดเลเยฟในวัย 27 ปีเริ่มสอนหนังสือที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กไปพร้อมๆกับการทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก ด้วยความหลงใหลในวิชาเคมีและความวิตกว่ารัสเซียกำลังล้าหลังกว่าเยอรมันในด้านเคมี เขาคิดว่าจำเป็นต้องปรับปรุงตำราเคมีภาษารัสเซียให้ดีขึ้น เมนเดเลเยฟตัดสินใจลงมือเขียนหนังสือ เขาทำมันอย่างบ้าคลั่งใช้เวลาเพียง 61 วันถ่ายทอดความรู้ของเขาออกมาเป็นตำราเคมีเล่มแรกขนาดยาว 500 หน้าในชื่อ Organic Chemistry ซึ่งกลายเป็นหนังสือยอดเยี่ยมได้รับรางวัล Domidov Prize และทำให้เมนเดเลเยฟกลายเป็นนักวิชาการด้านเคมีระดับแถวหน้าของรัสเซีย เมนเดเลเยฟจบปริญญาเอกในปี 1865 และได้รับแต่งตั้งเป็นศาตราจารย์เคมีทั่วไปของมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในปี 1867

 
ให้กำเนิดตารางธาตุเสาหลักวิชาเคมี

dmitri-mendeleev-04

ธาตุคือสารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียว ไม่สามารถแยกหรือสลายออกเป็นสารอื่นโดยวิธีการทางเคมี ธาตุเป็นหัวใจของการศึกษาวิชาเคมี นับตั้งแต่มนุษย์รู้จักธาตุชนิดแรกคือทองแดงเมื่อกว่าหมื่นปีที่แล้ว จนถึงช่วงที่เมนเดเลเยฟเริ่มคิดสร้างตารางธาตุมีการค้นพบธาตุทั้งสิ้น 65 ตัว ก่อนหน้าเมนเดเลเยฟเคยมีนักวิทยาศาสตร์จัดหมวดหมู่ของธาตุมาบ้างแล้ว ปี 1828 Johann Wolfgang Döbereiner ได้เสนอการจัดกลุ่มธาตุไว้เป็นกลุ่มละ 3 ธาตุ เรียกว่า Triads ปี 1865 John Newlands ได้จัดเรียงธาตุตามน้ำหนักอะตอม รวมทั้งพบว่าธาตุมีความคล้ายคลึงกันเป็นช่วงๆเมื่อเรียงตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากเขาพยายามผลักดันธาตุให้อยู่ในกฎออกเตฟส์ (Law of Octaves) ซึ่งไม่สอดคล้องกับธาตุทั้งหมด และจัดเรียงธาตุโดยไม่เว้นว่างให้ธาตุที่ยังไม่ค้นพบ ผลงานของเขาจึงไม่เป็นที่ยอมรับ

ปี 1869 เมนเดเลเยฟในฐานะศาตราจารย์เคมีทั่วไปของมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กได้พัฒนาวิชาเคมีของรัสเซียต่อไปด้วยการตีพิมพ์หนังสือ Principles of Chemistry หนังสือเล่มนี้ไม่เพียงได้รับความนิยมในรัสเซียเท่านั้น ยังแพร่หลายในประเทศอื่นๆด้วย มีการแปลเป็นภาษาอังกฤษ ฝรั่งเศส และเยอรมัน และเมื่อเริ่มเขียนหนังสือ Principles of Chemistry เล่มที่ 2 เขาได้เกิดความคิดสร้างตารางธาตุตามสมบัติทางเคมีของพวกมันขึ้นมา เมนเดเลเยฟเขียนชื่อของธาตุทั้ง 65 ตัวลงบนกระดาษที่ตัดขนาดเท่ากับไพ่ชื่อละแผ่น พร้อมกับเขียนสมบัติต่างๆทางเคมีของธาตุนั้นรวมทั้งน้ำหนักอะตอมลงบนกระดาษด้วย เขาเริ่มมองเห็นว่าธาตุมีสมบัติทางเคมีซ้ำเป็นช่วงๆเมื่อน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้น จากนั้นเขาได้จัดเรียงแผ่นกระดาษสลับไปมานานหลายชั่วโมงจนกระทั่งหลับคาโต๊ะ เมื่อตื่นขึ้นมาเขาพบว่าจิตใต้สำนึกได้ทำงานแทนเขา เขารู้แล้วว่าจะสร้างตารางธาตุอย่างไร แล้วก็เขียนมันลงบนกระดาษแผ่นหนึ่งทันที

เมนเดเลเยฟใช้เวลาเพียง 2 สัปดาห์เขียนหนังสือชื่อ The Relation between the Properties and Atomic Weights of the Elements และตารางธาตุ (Periodic Table) ของเขาก็ปรากฏอยู่ในหนังสือเล่มนี้ ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟไม่ได้เป็นเพียงแค่การจัดกลุ่มของธาตุเท่าที่มีการค้นพบเรียงตามน้ำหนักอะตอมและสมบัติทางเคมีที่ซ้ำกันเป็นช่วงๆเท่านั้น แต่ยังได้เว้นที่ว่างไว้สำหรับธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบอีกด้วย ที่สำคัญเขาใช้มันแก้ไขสมบัติของธาตุบางธาตุที่ค้นพบแล้วให้ถูกต้องยิ่งขึ้นและยังทำนายคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบอีก 8 ธาตุ ช่วงแรกตารางธาตุของเขายังไม่ค่อยได้รับการยอมรับในระดับนานาชาติ แต่เมื่อเวลาผ่านไปก็ยิ่งได้รับการยอมรับมากขึ้นตลอดสองทศวรรษต่อมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังการค้นพบธาตุใหม่ 3 ตัวได้แก่ แกลเลียม, สแกนเดียม และ เจอร์เมเนียมซึ่งมีคุณสมบัติตรงกับที่เมนเดเลเยฟได้ทำนายเอาไว้ หลังจากนั้นตารางธาตุของเมนเดเลเยฟก็กลายเป็นเครื่องมือที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งและเป็นเสาหลักของการศึกษาวิชาเคมี ตารางธาตุมีการปรับปรุงเรื่อยมาอย่างต่อเนื่องตามการค้นพบธาตุใหม่เพิ่มเติม ปัจจุบันตารางธาตุประกอบด้วยธาตุ 118 ตัว เป็นธาตุที่ค้นพบในธรรมชาติ 98 ตัวและเป็นธาตุที่สังเคราะห์ขึ้นในห้องทดลองอีก 20 ตัว

dmitri-mendeleev-05

 
หลากหลายผลงานเพื่อพัฒนาประเทศ

dmitri-mendeleev-06

นอกเหนือจากให้กำเนิดตารางธาตุอันโด่งดังแล้วเมนเดเลเยฟยังมีผลงานอื่นอีกมาก เขามีผลงานวิจัยทั้งด้านเคมีและฟิสิกส์จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่องที่เกี่ยวกับก๊าซ เมนเดเลเยฟมีผลงานเขียนหนังสือและบทความทางวิชาการมากมาย เขาทำให้มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กกลายเป็นศูนย์วิจัยทางเคมีที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล และยังเป็นผู้ร่วมก่อตั้งสมาคมเคมีแห่งรัสเซียด้วย นอกจากนี้เมนเดเลเยฟยังมีบทบาทในการพัฒนาอุตสาหกรรมของรัสเซียหลายอย่าง เช่น อุตสาหกรรมถ่านหิน อุตสาหกรรมปิโตรเลียม รวมทั้งการพัฒนาการเกษตรขั้นสูง

มีตำนานความเชื่อที่น่าแปลกใจเกี่ยวกับวอดก้าที่เป็นสุราขึ้นชื่อของรัสเซียกับนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ของรัสเซียผู้นี้ เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเมนเดเลเยฟเป็นผู้กำหนดมาตรฐานอัตราแอลกอฮอล์ในวอดก้าของรัสเซียที่ 40% เมื่อปี 1894 ทั้งๆที่เขาไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องในเรื่องนี้ ความเชื่อนี้อาจจะมาจากครั้งหนึ่งเขาเคยเป็นหัวหน้าคณะกรรมการชั่งตวงวัดของรัสเซียระหว่างปี 1893 – 1907 แต่เขาก็ไม่เคยทำเรื่องนี้ หรืออาจมาจากวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาในปี 1865 ที่มีการระบุว่าแอลกอฮอล์ 38% เป็นอัตราส่วนที่ดีที่สุดของวอดก้าและตัวเลขนั้นถูกปัดขึ้นเพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณภาษี แต่งานวิจัยของเขานั้นเกี่ยวกับความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่เกิน 70% ทั้งนั้น และที่สำคัญมาตรฐาน 40% ของวอดก้าในรัสเซียมีมาตั้งแต่ปี 1843 ขณะที่เขามีอายุเพียง 9 ปีเท่านั้น

 
ผลงานยิ่งใหญ่แต่ไฉนไร้รางวัลโนเบล

dmitri-mendeleev-07

เมนเดเลเยฟเป็นนักวิทยาศาสตร์อีกผู้หนึ่งที่มีผลงานยิ่งใหญ่แต่ไม่ได้รับรางวัลโนเบลซึ่งเริ่มมอบรางวัลครั้งแรกในปี 1901 เมนเดเลเยฟได้รับการเสนอชื่อให้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีถึง 2 ครั้งในปี 1905 และ 1906 จากผลงานการคิดค้นตารางธาตุ แต่ถูกปฏิเสธด้วยเหตุว่าผลงานของเขามันผ่านมานานมากเกินไป (มากกว่า 35 ปี) และเป็นที่รู้จักแพร่หลายอย่างกว้างขวางมากแล้ว แต่เบื้องลึกว่ากันว่ามีการเล่นการเมืองอยู่ในการพิจารณาผู้ชนะรางวัลนี้อยู่ด้วย

Svante Arrhenius นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1903 จากผลงานทฤษฎีการแตกตัวด้วยอิเล็กโทรลิซิส เขามีส่วนร่วมในการจัดตั้งรางวัลโนเบลและมีอิทธิพลอย่างมากในสถาบันแห่งนี้ Arrhenius ไม่พอใจเมนเดเลเยฟที่บังอาจไปวิจารณ์ทฤษฎีการแตกตัวของเขา พอเมนเดเลเยฟได้รับการเสนอชื่อรับรางวัลโนเบล Arrhenius จึงสบโอกาสที่จะเอาคืน แม้ว่า Arrhenius ไม่ได้เป็นกรรมการพิจารณาผู้ชนะรางวัลโนเบลสาขาเคมี แต่เขาอาศัยอิทธิพลทำการคัดค้านและกดดันกรรมการคนอื่นให้ปฏิเสธเมนเดเลเยฟจนเสียงส่วนใหญ่โหวตให้ผู้อื่นชนะไปหลังถกเถียงกันอย่างหนัก พอถึงปี 1907 เมนเดเลเยฟก็หมดโอกาสที่จะได้รับรางวัลโนเบลอีกต่อไปเพราะเขาเสียชีวิตด้วยไข้หวัดใหญ่ขณะมีอายุ 72 ปี

 
นักเคมีผู้ทรงอิทธิพลยิ่งใหญ่ของโลก

dmitri-mendeleev-08

เมนเดเลเยฟได้รับการยกย่องเป็นหนึ่งในนักเคมีผู้ทรงอิทธิพลมากที่สุดของรัสเซียและของโลก ถึงแม้ว่าเขาไม่เคยได้รับรางวัลโนเบล รวมทั้งพลาดโอกาสเป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซียทั้งๆที่เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในระดับนานาชาติมากที่สุดคนหนึ่ง สาเหตุเนื่องมาจากตอนเขาอายุ 43 ปีเกิดไปหลงรักสาวน้อยอายุ 19 ปี Anna Ivanova Popova เมนเดเลเยฟแต่งงานกับ Anna 1 เดือนก่อนที่การหย่ากับภรรยาคนแรกจะเสร็จเรียบร้อยซึ่งถือว่าผิดหลักศาสนา

แต่อย่างไรก็ตามเขาก็ได้รับรางวัลเกียรติยศมากมายจากผลงานที่เขาสร้างมาตลอดชีวิต อย่างเช่นรางวัล Davy Medal และ Copley Medal จากราชสมาคมแห่งลอนดอน รวมทั้งเป็นสมาชิกต่างชาติของราชสมาคมแห่งลอนดอนซึ่งมีเพียงไม่กี่คนในโลกที่ได้รับสถานะอันทรงเกียรติยิ่งนี้ ธาตุที่มีเลขอะตอม 101 ซึ่งถูกค้นพบในปี 1955 ถูกตั้งชื่อว่า Mendelevium (Md) รวมทั้งหลุมอุกาบาตแห่งหนึ่งบนดวงจันทร์ถูกตั้งชื่อว่า Mendeleev เพื่อเป็นเกียรติแก่เมนเดเลเยฟผู้เป็นบิดาแห่งตารางธาตุ

dmitri-mendeleev-09

 

ข้อมูลและภาพจาก famousscientists.org, wikipedia, learnodo-newtonic


Leave a Reply

Your email address will not be published.