นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 184 กันยายน - ตุลาคม 2556

54 / 62

54 นิตยสาร สสวท.
นานาสาระ และข่าวสาร
ศ. ดร. สุทัศน์ ยกส้าน
ราชบัณฑิต สำ�นักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์
(ที่มา : )
Empedocles ปราชญ์กรีกเมื่อ 2,450 ปีก่อนเคยแถลงว่า สรรพสิ่ง
ในโลกประกอบด้วยธาตุ 4 ชนิด คือ ดิน น้ำ� ลม และไฟ ในอัตราส่วนต่าง ๆ
กัน ความเชื่อนี้เป็นที่ยอมรับของผู้คนมานานนับสองพันปี จนกระทั่ง
Robert Boyle ให้คำ�จำ�กัดความของธาตุว่าเป็นสิ่งที่ไม่สามารถแบ่งแยก
โดยกระบวนการทางเคมีให้เล็กลงไปได้อีก ดังนั้นตามคำ�จำ�กัดความใหม่
นี้ความคิดของ Empedocles จึงผิด เพราะลมประกอบด้วยออกซิเจน
ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ ส่วนน้ำ�ประกอบด้วยออกซิเจน
และไฮโดรเจน ดังนั้น น้ำ� ลม จึงไม่ใช่ธาตุ
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เรียกหน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุว่า อะตอม
และรู้ว่าอะตอมของธาตุต่างกันมีสมบัติที่แตกต่างกันและมีองค์ประกอบ
หลัก คือ แกนกลางมีนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตอนกับนิวตรอน
และมีอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส สำ�หรับไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุ
ที่เบาที่สุด เพราะอะตอมไฮโดรเจนมีนิวเคลียสที่ประกอบด้วยหนึ่ง
โปรตอน และมีหนึ่งอิเล็กตรอนโคจรโดยรอบ ส่วนนิวเคลียสของ
ยูเรเนียมมี 92 โปรตอน กับ 146 นิวตรอน และมี 92 อิเล็กตรอน
โคจรโดยรอบ
ตามปกตินักวิทยาศาสตร์นิยมใช้สัญลักษณ์นิวเคลียร์บอกจำ�นวน
โปรตอนในนิวเคลียส และระบุชื่อธาตุโดยใช้สัญลักษณ์แทนและมีเลข
กำ�กับข้างบน เช่น ใช้สัญลักษณ์ 1H โดยที่ H แทนไฮโดรเจน และเลข
1 แสดงจำ�นวนโปรตอนในนิวเคลียส ดังนั้นสัญลักษณ์ของยูเรเนียมจึง
เป็น 92U ซึ่งแสดงว่า นิวเคลียสของยูเรเนียมมีโปรตอน 92 ตัว
ในสภาวะปกติ การจะพบธาตุในธรรมชาติที่มีมวลมากกว่า
ยูเรเนียมเป็นเรื่องยาก เพราะเมื่อใดที่นิวเคลียสของธาตุมีโปรตอน
มากกว่า 92 โปรตอน นิวเคลียสจะสลายตัวโดยการปล่อยอนุภาค
แอลฟา และอนุภาคเบตาหรือรังสีแกมมาออกมา นั่นคือ นิวเคลียส
จะไม่เสถียร แม้ว่าธาตุที่มีมวลมากกว่ายูเรเนียมจะไม่เสถียร แต่นัก
วิทยาศาสตร์ก็มีความมุ่งมั่นจะศึกษาและสังเคราะห์ธาตุที่มีมวลมากกว่า
ยูเรเนียมขึ้นมา รวมถึงหาวิธีประยุกต์ใช้ธาตุใหม่เหล่านี้ และตลอดเวลา
80 ปีที่ผ่านมา ได้มีการค้นพบธาตุ neptunium 93 , plutonium
94, americium 95, curium 96, berkelium 97, californium 98,
einsteinium 99, fermium 100, mendelevium 101, nobelium
102, lawrencium 103, rutherfordium 104, dubnium 105,
seaborgium 106, bohrium 107, hassium 108, meitnerium
109 และ darmstadtium 110
โดยเฉพาะ darmstadtium ที่มีสัญลักษณ์ Ds นั้นเป็นธาตุที่ 110
เพราะนิวเคลียสของธาตุนี้มีโปรตอน 110 โปรตอนและได้รับการ
สังเคราะห์ในปี 2537 โดย Sigurd Hofmann แห่ง Laboratory for
Heavy Ion Research ที่เมือง Darmstadt ในประเทศเยอรมนี จึงมี
การตั้งชื่อธาตุตามชื่อของเมืองที่นักเคมีสังเคราะห์ได้เป็นครั้งแรก
บุคคลผู้มีบทบาทสำ�คัญที่สุดในการสังเคราะห์ธาตุใหม่ ๆ ที่มีมวล
มากกว่ายูเรเนียม คือ Glenn Theodore Seaborg
Seaborg เกิดเมื่อวันที่ 19 เมษายน ค.ศ.1912 ที่เมือง Ishpeming
ในรัฐ Michigan ประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นบุตรของ Herman และ
Selma ในวัยเด็ก Seaborg ชอบเล่นกีฬาและดูภาพยนตร์ มารดาจึง
สนับสนุนให้อ่านหนังสือ และสร้างนิสัยให้รู้จักเก็บวารสารตั้งแต่มีอายุ
ได้ 8 ขวบ เพื่อจะได้นำ�กลับมาอ่านเวลาต้องการ Seaborg เข้าเรียนชั้น
มัธยมที่ Jordan High School ที่เมือง Watts และสำ�เร็จการศึกษา
ด้วยคะแนนยอดเยี่ยม จากนั้นได้ไปเรียนต่อที่มหาวิทยาลัย Ohio State
จนได้รับปริญญาตรีเมื่ออายุ 22 ขณะที่ศึกษาอยู่ที่นั้น ศาสตราจารย์
ที่สอนภาษาเยอรมันได้เชิญให้ Seaborg มาพบ Albert Einstein
ประสบการณ์ที่เข้าพบครั้งนั้นทำ�ให้ Seaborg ประทับใจมาก ยิ่งเมื่อได้
เห็นความอ่อนน้อมถ่อมตน และวิธีการให้กำ�ลังใจแก่นักวิทยาศาสตร์รุ่น
ใหม่ของ Einstein Seaborg ก็ได้นำ�ประสบการณ์นี้มาใช้ในการฝึกนิสิต
ที่ตนสอนในเวลาต่อมา ขณะเรียนมหาวิทยาลัย Seaborg ได้ทำ�งานไป
ด้วย โดยรับจ้างเก็บผลไม้และเป็นผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการเคมี
หลังสำ�เร็จการศึกษาระดับปริญญาตรี Seaborg ได้ไปศึกษาต่อที่
Glenn Seaborg บิดาของวิทยาการเคมีนิวเคลียร์